天文工作者观测到某行星的半径为R1,自转周期为T1,它有一颗卫星,轨道半径为R2,绕行星公转周期为T2.若

2025-05-21 16:58:14
推荐回答(1个)
回答(1):

(1)卫星与行星之间的万有引力提供卫星绕行星作圆周运动的向心力:

GM行星m
R
=m(
T2
)2R2
解得M行星
4π2R23
GT22

又∵V行星
4
3
πR13

ρ=
M行星
V行星
4π2R23
GT22
4
3
πR13
R
G
T
R

(2)质量为m的人造卫星在靠近行星表面绕行时,可认为其轨道半径为R1,设绕行速度为v,由万有引力提供向心力有:
GM行星m
R
mv2
R1

所以v=
GM行星
R1

把(1)中解得质量代入得:v=
4π2R23
T22R1

该人造卫星在此行星表面随行星一起自转:v0
R1
T 1

发射卫星时至少应对它做的功为W,由动能定理得:
发射过程对卫星做的功等于卫星动能的增量:W=
1
2
mv2?
1
2
m
v
2mπ2
R
T
R1
?
2mπ2
R
T

答:(l)该行星的密度为
R
G
T
R

(2)要在此行星的赤道上发射一颗质量为m的近地人造卫星,使其轨道平面与行星的赤道平面重合,且设行星上无气体阻力,则对卫星至少应做功为:
2mπ2
R
T
R1
?
2mπ2
R
T