问题 多选题

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

答案

(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

Mm
r2
=mg,则重力加速度g=
GM
r2

g1
g2
=
GM行星
r2行星
GM地球
r2地球
=
M行星
r2地球
M地球
r2行星
=
6M地球
r2地球
M地球(2r地球)2
=
3
2
,故A正确,B错误;

(2)行星绕红矮星做圆周运动,由牛顿第二定律得:

G

M行星M1
r2行星
=M行星(
T行星
)2
r行星,红矮星质量:M1=
4π2
r3行星
G
T2行星

地球绕太阳做圆周运动,由牛顿第二定律得:

G

M地球M2
r2地球
=M地球(
T 地球
)2
r地球,太阳质量:M2=
4π2
r3地球
G
T2地球

M1
M2
=
4π2
r3行星
G
T2行星
4π2
r3地球
G
T2地球
=
r3行星
T2地球
r3行星
T2行星
=
(
1
50
r地球)3
T2地球
r3地球
(
1
200
T地球)2
=
8
25

故C错误,D正确;

故选AD.

单项选择题
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