(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:
=m(GM行星m
R
)2R22π T2
解得M行星=
4π2R23
GT22
又∵V行星=
πR134 3
∴ρ=
=M行星 V行星
=
4π2R23
GT22
πR13
4 3
3π
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=
2πR1
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=
mv2?1 2
m1 2
=
v
?2mπ2
R
R1
T
2mπ2
R
T
答:(l)该行星的密度为
.3π
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
R1
T
.2mπ2
R
T