(07年广东卷)16.土星周围有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动。其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心的距离分别为和。忽略所有岩石颗粒间的相互作用。(
(07年广东卷)16.土星周围有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动。其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心的距离分别为 和 。忽略所有岩石颗粒间的相互作用。(结果可用根式表示)
(1)求岩石颗粒A和B的线速度之比。
(2)求岩石颗粒A和B的周期之比。
(3)土星探测器上有一物体,在地球上重为10N,推算出它在距离土星中心 处受到土星的引力为0.38N.已知地球半径为 ,请估算土星质量是地球质量的多少倍?
解析:
(1)设土星质量为M0,颗粒质量为m,颗粒距土星中心距离为r,线速度为v,根据牛顿第二定律和万有引力定律:解得:对于A、B两颗粒分别有: 和得: (2)设颗粒绕土星作圆周运动的周期为T,则: 对于A、B两颗粒分别有: 和 得: (3)设地球质量为M,地球半径为r0,地球上物体的重力可视为万有引力,探测器上物体质量为m0,在地球表面重力为G0,距土星中心r0/=3.2×105 km处的引力为G0/,根据万有引力定律: 解得
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