天文工作者观测某行星的半径为R1,自转周期为T1,它有一颗卫星,轨道半径为R2,绕行星公转周期为T2.则(1)该行星的平均密度为多大?(2)要在此行星的赤道上发射一颗同步人造卫星

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 人造地球卫星/2022-10-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

天文工作者观测某行星的半径为R1,自转周期为T1,它有一颗卫星,轨道半径为R2,绕行星公转周期为T2
则(1)该行星的平均密度为多大?
(2)要在此行星的赤道上发射一颗同步人造卫星,使其轨道在赤道上方,则该人造卫星的轨道半径为多大?

◎ 答案

(1)设该行星的质量为M,卫星的质量为m,则对卫星 有:
  G
Mm
R22
=m(
T2
)2R2
 ①
又行星的体积为 V=
4
3
π
R31
 ②
所以该行星的平均密度为 ρ=
M
V
=
R32
G
T22
R31
 ③
(2)设该卫星的同步人造卫星的轨道半径为r,有
   G
Mm′
r2
=m′(
T1
)2r
 ④
所以由①④得,该人造卫星的轨道半径r=
3
T21
T22
?

R

答:
(1)该行星的平均密度为
R32
G
T22
R31

(2)要在此行星的赤道上发射一颗同步人造卫星,使其轨道在赤道上方,则该人造卫星的轨道半径为
3
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