高中物理 天体运动

某行星自转一周所需时间为地球上的6小时,若该行星能看做球体,它的平均密度为3030kg/m³。已知G为6.67*10-11Nm²/kg²(6.67×10的负11次方),在这个行星上两极测得的一个物体重力是10N。则在该行星上称得物重是多少? 请知识渊博的人帮忙做下 请务必告诉我你在做这题时刚看完题后是怎么想的?要先想什么,还有就是具体思路 谢谢了 好的加分! 对了 还有 对于整个高中天体运动这方面的思路 好的加20分...

第1个回答  2019-08-28
万有引力
1.开普勒第三定律:r3/
t2=k(=4π2/gm){r:轨道半径,t:周期,k:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)}
2.万有引力定律:f=gm1m2/r2
(g=6.67×10-11n•m2/kg2,方向在它们的连线上)
3.天体上的重力和重力加速度:gmm/r2=mg;g=gm/r2
{r:天体半径(m),m:天体质量(kg)}
4.卫星绕行速度、角速度、周期:v=(gm/r)1/2;ω=(gm/r3)1/2;t=2π(r3/gm)1/2{m:中心天体质量}
5.第一(二、三)宇宙速度v1=(g地r地)1/2=(gm/r地)1/2=7.9km/s;v2=11.2km/s;v3=16.7km/s
6.地球同步卫星gmm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/t2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半径}
注:
(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,f向=f万;
(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;
(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同;
(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反);
(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。
第2个回答  2020-03-16
某行星自转一周所需时间为地球上的6小时,若该行星能看做球体,它的平均密度为3030kg/m³。已知G为6.67*10-11Nm²/kg²(6.67×10的负11次方),在这个行星上两极测得的一个物体重力是10N。则在该行星上称得物重是多少?
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题中最后一句,应该是计算物体在“赤道”处的重力。
在两极,万有引力提供重力。(没有“自转”的影响)
在赤道,万有引力提供重力和向心力。(有“自转”的影响)
两极处:GmM/R²=F-----------------(1)
赤道处:GmM/R²=F'+m(2π/T)²R---------(2)
天体质量:M=ρV=ρ[4πR³/3]=4πρR³/3-----------------(3)
(3)代入(1)得:F=Gm(4πρR³/3)/R²=4πGmρR/3=[Gρ/3]4πmR--------(4)
(3)代入(2)得:
F'=Gm(4πρR³/3)/R²-m(2π/T)²R=4πGmρR/3-4π²mR/T²=[Gρ/3-π/T²]4πmR----(5)
(4)/(5)解出:
F'/F=[Gρ/3-π/T²]/[Gρ/3]=1-[(3π)/(GρT²)]---------------------------(6)
上式T=6×3600s=21600s
ρ=3030kg/m³
G=6.67×10(-11)Nm²/kg²
代入(6)得:
F'/F=1-0.1=0.9
F'=0.9F=0.9×10N=9N
第3个回答  2020-02-22
在两极,万有引力提供重力。
在赤道,万有引力提供重力和向心力。
两极处:GmM/R²=F-----------------(1)
赤道处:GmM/R²=F'+m(2π/T)²R---------(2)
天体质量:M=ρV=ρ[4πR³/3]=4πρR³/3-----------------(3)
(3)代入(1)得:F=Gm(4πρR³/3)/R²=4πGmρR/3=[Gρ/3]4πmR--------(4)
(3)代入(2)得:
F'=Gm(4πρR³/3)/R²-m(2π/T)²R=4πGmρR/3-4π²mR/T²=[Gρ/3-π/T²]4πmR----(5)
(4)/(5)解出:
F'/F=[Gρ/3-π/T²]/[Gρ/3]=1-[(3π)/(GρT²)]---------------------------(6)
上式T=6×3600s=21600s
ρ=3030kg/m³
G=6.67×10(-11)Nm²/kg²
代入(6)得:
F'/F=1-0.1=0.9
F'=0.9F=0.9×10N=9N
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