天文学家发现了一颗太阳系外行星,其半径约为地球的2倍,质量约为地球的6倍;并环绕着一颗红矮星运行,公转周期约为地球公转周期的1/200,公转半径约为日地距离的1/50.设该行星表面的重力加速度为g1,地球表面重力加速度为g2,该红矮星的质量为M1,太阳质量为M2.假定该行星和地球公转轨迹为圆,且不考虑自转.以下估算正确的是( )
A..g1和g2的比值约为3:2
B..g1和g2 的比值约为3:1
C.M1和M2的比值约为3:1
D.M1和M2的比值约为8:25
(1)设某物体质量为m,设行星质量为M,行星半径为r,
物体受到的重力等于万有引力,即:G
=mg,则重力加速度g=Mm r2
,GM r2
=g1 g2
=GM行星 r 2行星 GM地球 r 2地球
=M行星 r 2地球 M地球 r 2行星
=6M地球 r 2地球 M地球(2r地球)2
,故A正确,B错误;3 2
(2)行星绕红矮星做圆周运动,由牛顿第二定律得:
G
=M行星(M行星M1 r 2行星
)2r行星,红矮星质量:M1=2π T行星
;4π2 r 3行星 G T 2行星
地球绕太阳做圆周运动,由牛顿第二定律得:
G
=M地球(M地球M2 r 2地球
)2r地球,太阳质量:M2=2π T 地球
,4π2 r 3地球 G T 2地球
=M1 M2
=4π2 r 3行星 G T 2行星 4π2 r 3地球 G T 2地球
=r 3行星 T 2地球 r 3行星 T 2行星
=(
r地球)31 50 T 2地球
(r 3地球
T地球)21 200
,8 25
故C错误,D正确;
故选AD.