问题 问答题

建立国际空间站是迄今最大的太空合作计划,其轨道半径为r,绕地球运转的周期为T1.通过查询资料又知万有引力常量G、地球半径R、同步卫星距离地面的高度h,地球自转周期T2.某同学根据以上条件,提出一种估算地球质量M的方法;设同步卫星绕地球做匀速圆周运动,由G

Mm
r2
=mh(
T2
)2得M=
4π2h2
G
T22

(1)请你判断上面的结论是否正确,如果不正确,请修正解法和结果

(2)请根据已知条件再提出一种估算地球质量的方法并解得结果.

答案

(1)不正确,同步卫星的轨道半径应为R+h

设地球质量为M,同步卫星质量为m,万有引力提供向心力有G

Mm
(R+h)2
=m(R+h)(
T2
)
2

解得M=

4π2(R+h)3
G
T22

(2)空间站绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力有G

Mm
r2
=
4π2mr
T21

解得:M=

4π2r3
G
T21

答:(1)不正确,M=

4π2(R+h)3
G
T22

(2)地球质量为

4π2r3
G
T21

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