问题 计算题

在某个半径为R=2×106m的行星表面,对于一个质量m0=1kg的砝码,用弹簧称量,其重力大小G0=8N。则:

(1)证明:GM=g0R2(其中,M为该行星的质量,g0为该行星表面的重力加速度。)

(2)求该行星的第一宇宙速度。

(3)若一卫星绕该行星做匀速圆周运动,且测得该卫星绕行N圈所用时间为t,则该卫星离行星表面的高度是多少?(最终结果用R、G0、m0、N、t等字母表述,不必用具体数字代算。)

答案

(1)见解析(2)(3)

(11分)

(1)设一质量m0的物体静止的放置于该行星表面上,行星的引力提供其重力,即:

……………………………………………………2分

(2)由万有引力定律和向心力公式得:

…………………………………………………2分

………………………………………1分

……………………………………2分

(3)设该卫星距行星表面高度为h,由题意得:

…………………………………………………………1分

……………………………………2分

联立各式得……………………………………1分

单项选择题
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