2018-2019学年教科版必修2 第三章 第3节 万有引力定律的应用3 巧用万有引力定律估测天体质量和密度 学案
2018-2019学年教科版必修2 第三章 第3节 万有引力定律的应用3 巧用万有引力定律估测天体质量和密度 学案第2页

  (2)若已知卫星绕中心天体做圆周运动的轨道半为r,卫星运动的线速度为v,据牛顿第二定律

  

  (3)若已知卫星运动的线速度v和运行周期T,则据牛顿第二定律

  

  

  说明:

  (1)明确被估测的天体为中心天体;

  (2)需要知道的物理量均为描述卫星的物理量(v、r、T或ω)中的任意两个。

  

三、天体密度的估算

 1. 在星球表面利用重力加速度进行估测

  

  需要知道星球半径及星球表面的重力加速度。

 2. 利用绕中心天体匀速圆周运动的天体的参数进行估算

  

  由上式可以看出需要知道描述卫星参数(v、r、T或ω)中的任意两个,而且还要知道中心天体的半径。

  特例:若卫星为近地卫星,则:r=R,所以,。

  故:只需知道天体运动的周期T。

  

  例题1 (福建)一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动,其线速度大小为v。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力,物体静止时,弹簧测力计的示数为N。已知引力常量为G,则这颗行星的质量为(  )

  A. B. C. D.

  思路分析:设卫星的质量为m′

  由万有引力提供向心力,得 ①

  =m′g ②

  由已知条件:m的重力为N得

N=mg ③