问题 问答题

“神舟十号”宇宙飞船成功发射,表明了我国的航天和空间科技已经进人世界先进行列.它的部分数据如下:总质量为m,绕地球做匀速圆周运动的周期为T.若已知地球半径R,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,请你根据以上的已知量,用所学过的物理知识,求:

(1)地球的平均密度ρ.

(2)飞船距离地球表面的高度h.

答案

(1)在地球表面,根据万有引力等于重力得:

GMm
R2
=mg①

M=ρ•

4
3
πR3

解①②得:ρ=

3g
4πGR

(2)在h高处,根据万有引力提供向心力得:

GMm
(R+h)2
=m
4π2
T2
(R+h)④

又GM=gR2

解得:h=

3
gR2T2
4π2
-R.

答:(1)地球的平均密度ρ=

3g
4πGR

(2)飞船距离地球表面的高度h=

3
gR2T2
4π2
-R.

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