2018-2019学年高中物理沪科版必修二 第5章 5.3 万有引力定律与天文学的新发现
2018-2019学年高中物理沪科版必修二 第5章 5.3 万有引力定律与天文学的新发现第3页

思路 物体的重力近似等于天体(如地球)与物体间的万有引力:mg=G 行星或卫星受到的万有引力充当向心力:

G=m()2r

(G=m)

(G=mω2r) 天体质量 天体(如地球)质量:M= 中心天体质量:M=(M=

或M=) 天体密度 ρ== ρ==(以T为例) 说明 利用mg=求M是忽略了天体自转,且g为天体表面的重力加速度 由F引=F向求M,求得的是中心天体的质量,而不是做圆周运动的行星或卫星质量

例1 假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星.若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T1,已知引力常量为G.

(1)则该天体的密度是多少?

(2)若这颗卫星距该天体表面的高度为h,测得卫星在该处做圆周运动的周期为T2,则该天体的密度又是多少?

答案 (1) (2)

解析 设卫星的质量为m,天体的质量为M.

(1)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为V=πR3

故该天体的密度为ρ===.

(2)卫星距天体表面的高度为h时,忽略自转有

G=m(R+h)

M=

ρ===