问题 问答题

设地球的质量为M且绕太阳做匀速圆周运动,有一质量为m的飞船由静止开始从P点在恒力F的作用下沿PD方向做匀加速直线运动,一年后在D点飞船掠过地球上空,再过三个月,飞船在Q处掠过地球上空,如图所示,根据以上条件,求地球与太阳间的万有引力大小. (设太阳与地球的万有引力作用不改变飞船所受恒力F的大小和方向,飞船到地球表面的距离远小于地球与太阳间的距离)

答案

设一年时间为T,则三个月的时间为

1
4
T,三个月时间地球绕太阳转过90°角,

若地球到太阳的距离为r,则由几何关系得DQ=

2
r

a=

F
m
而DQ=PQ-PD=
1
2
a(
5
4
T)
2
-
1
2
aT2=
9FT2
32m

解得:r=r=

9
2
FT2
64m

故所求F=M

2r
T2
=
9
2
π2FM
16m

答:地球与太阳间的万有引力大小为=

9
2
π2FM
16m

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