解析 (1)设卫星的质量为m,天体的质量为M,卫星贴近天体表面运动时有G=mR,M=。
根据数学知识可知天体的体积V=πR3,故该天体密度
ρ===。
(2)卫星距天体表面的高度为h时有
G=m(R+h)得
M=,ρ===。
答案 (1) (2)
计算天体质量和密度的方法
万有引力充当向心力,结合圆周运动向心加速度的三种表述方式可得三个不同的方程,即
①F引=G=ma=m,即M=(v、r法)
②F引=G=ma=mω2r,即M=(ω、r法)
③F引=G=ma=m,即M=(T、r法)
上述三种表达式分别对应在已知环绕天体的线速度v、角速度ω、周期T时求解中心天体质量的方法。以上各式中M表示中心天体的质量,m表示环绕天体的质量,r表示两天体间距离,G表示引力常量。
知识点三 天体运动的分析与计算发现未知天体
[基 础 梳 理]