开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即a2T2=K，k是一个对所有行星都相同的常量．将行星绕太

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开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即

=K，k是一个对所有行星都相同的常量．将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你证明太阳系中该常量的表达式为（已知引力常量为G，太阳的质量为M_太）：k=

4π2

M_太．

答案

因行星绕太阳做匀速圆周运动，于是轨道半长轴a即为轨道半径r，根据万有引力定律和牛顿第二定律有
G

m行M太

=m行(

2π

)2r
得：

=K=

GM太

4π2

举一反三

火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（　　）

A．太阳位于木星运行轨道的中心

B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等

C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方

D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积

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“嫦娥三号”探月卫星于2013年12月2日1点30分在西昌卫星发射中心发射，并成功实现了“落月”．若已知引力常量为G，月球绕地球做圆周运动的半径为r₁、周期为T₁，“嫦娥三号”探月卫星绕月球做圆周运动的环月轨道半径为r₂、周期为T₂，不计其他天体的影响，则根据题目条件可以（　　）

A．求出地球的密度

B．求出“嫦娥三号”探月卫星的质量

C．求出地球与月球之间的万有引力

D．得出

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2011年美国国家航空航天局（NASA）发现了可能存在生命的行星“开普勒22b“，它与地球相隔600光年，半径约为地球半径的2.4倍．“开普勒22b”绕恒星“开普勒22”运动的周期为290天，轨道半径为R₁，地球绕太阳运动的轨道半径为R₂，测得R₁：R₂=0.85．由上述信息可知，恒星“开普勒22”与太阳的质量之比约（　　）

A．0.1

B．1

C．10

D．100

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“神州六号”飞船的成功飞行为我国在2010年实现探月计划--“嫦娥工程”获得了宝贵的经验．假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g₀，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球作圆周运动．求：
（1）飞船在轨道Ⅰ上的运行速率；
（2）飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间．

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世界上首家私人太空旅馆运营商西班牙“银河套房”公司宣布，拟在2015年建立全球第一家太空旅馆--“太空度假村”．在游客入住期间，每天能欣赏到15次日出，并将以每小时3万公里的速度旅行，每85分钟环绕地球一周．下列说法正确的是（　　）

A．“太空度假村”运行的速度小于同步卫星运行的速度

B．“太空度假村”到地球的距离大于同步卫星到地球的距离

C．“太空度假村”运行的速度小于赤道上随地球自转的物体的速度

D．“太空度假村”的向心加速度大于赤道上随地球自转的物体的向心加速度

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