(2011•惠州一模)(1)某行星有一质量为m的卫星,卫星绕行星做匀速圆周运动,其运动半径为r,周期为T,求行星的质量(

(2011•惠州一模)(1)某行星有一质量为m的卫星,卫星绕行星做匀速圆周运动,其运动半径为r,周期为T,求行星的质量(已知万有引力常量为G).
(2)小钢球质量为m,沿光滑的轨道由静止滑下,轨道形状如图所示,与光滑轨道相接的圆形轨道的半径为R,要使小球沿光滑轨道恰能通过最高点,物体应从离轨道最低点多高的地方开始滑下?
wangll00 1年前 已收到1个回答 举报

七夜哥哥 幼苗

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解题思路:(1)研究卫星绕行星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式求出中心体的质量;
(2)要使小球能够通过圆轨道最高点,那么小球在最高点时应该是恰好是物体的重力作为物体的向心力,由向心力的公式可以求得此时的最小的速度,再由机械能守恒可以求得离地面的高度h.

(1)设行星的质量为M.
由行星对卫星的万有引力提供向心力得G
Mm
r2=
m4π2
T2r
解之得M=
4π2r3
GT2
(2)小钢球恰能通过最高点时N=0
最高点时,由牛顿第二定律得mg=m
v2
R…①
小球在下落过程中由机械能守恒定律得mgh=mg2R+[1/2]mv2…②
由①②解得h=2.5R
答:(1)行星的质量为
4π2r3
GT2;
(2)物体应从离轨道最低点2.5R的地方开始滑下.

点评:
本题考点: 万有引力定律及其应用;牛顿第二定律;向心力.

考点点评: (1)本题考查了万有引力在天体中的应用,解题的关键在于找出向心力的来源,并能列出等式解题.
(2)本题属于圆周运动中绳的模型,在最高点时应该是重力恰好做为圆周运动的向心力,对于圆周运动中的两种模型一定要牢牢的掌握住.

1年前

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