问题
多选题
木星是太阳系中最大的行星,它有众多卫星.观察测出:木星绕太阳作圆周运动的半径为r1、周期为T1;木星的某一卫星绕木星作圆周运动的半径为r2、周期为T2.已知万有引力常量为G,则根据题中给定条件( )
A.能求出木星的质量
B.能求出木星与卫星间的万有引力
C.能求出太阳与木星间的万有引力
D.可以断定
=r 31 T 21 r 32 T 22
答案
设太阳质量为M,木星质量为M′,木星卫星的质量是m;
A、木星的卫星绕木星做圆周运动,由牛顿第二定律得:G
=m(M′m r 22
)2r2,解得M′=2π T 22
,4π2 r 32 G T 22
因为4、π、G是常数,已知半径r2、周期T2,所以可以求出木星的质量,故A正确;
B、因为不知道卫星的质量,无法由万有引力定律求出木星与卫星间的万有引力,故B错误;
C、木星绕太阳做圆周运动,由牛顿第二定律得:G
=M′(MM′ r 21
)2r1,解得M=2π T1
,4π2 r 31 G T 21
因为4、π、G是常数,已知半径r1、周期T1,所以可以求出太阳的质量,故C正确;
D、由开普勒第三定律可知,在同一系统内,行星(或卫星)半长轴r的三次方与它运转周期T的二次方成正比,
即
=k,由于木星绕太阳运动,卫星绕木星运动,系数k不相等,所以r3 T2
≠r 31 T 21
,故D错误;r 32 T 22
故选AC.