已知某星球的半径为R,星球的质量为M,它的自转周期为T,有一质量为m的物体静置于该星球的赤道上,试求物体所受的支持力FN有多大?(不能忽略星球的自转)

已知某星球的半径为R,星球的质量为M,它的自转周期为T,有一质量为m的物体静置于该星球的赤道上,试求物体所受的支持力FN有多大?(不能忽略星球的自转)

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已知某星球的半径为R,星球的质量为M,它的自转周期为T,有一质量为m的物体静置于该星球的赤道上,试求物体所受的支持力FN有多大?(不能忽略星球的自转)
答案
星球对物体的万有引力和支持力的合力提供向心力,
由万有引力定律和牛顿第二定律得:G
Mm
R2
-FN=mω2R

圆周运动的角速度为ω=
T

解得:FN=G
Mm
R2
-m
4π2
T2
R

答:物体所受的支持力大小为G
Mm
R2
-m
4π2
T2
R.
举一反三
有一种卫星叫做极地卫星,其轨道平面与地球的赤道平面成90°角,它常应用于遥感、探测.假设有一个极地卫星绕地球做匀速周运动.已知:该卫星的运动周期为T0/4(T0为地球的自转周期),地球表面的重力加速度为g,地球半径为R.则:
(1)该卫星一昼夜能有几次经过赤道上空?试说明理由.
(2)该卫星离地的高度H为多少?
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1976年10月,剑桥大学研究生贝尔偶然发现一个奇怪的射电源,它每隔1.337s发射一个脉冲信号.贝尔和她的导师曾认为他们和外星文明接上了头.后来大家认识到事情没有这么浪漫,这类天体被定名为“脉冲星”.“脉冲星”的特点是脉冲周期短,且周期高度稳定.这意味着脉冲星一定进行着准确的周期运动,自转就是一种很准确的周期运动.
(1)已知蟹状星云的中心星PS0531是一颗脉冲星,其周期为0.33s.PS0531的脉冲现象来自自转.设阻止该星离心瓦解的力是万有引力.估计PS0531的最小密度.
(2)如果PS0531的质量等于太阳质量,该星的可能半径最大是多少?(太阳质量M=1030kg)
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某星球自转周期为T,在它的两极处用弹簧秤称得某物重W,在赤道上称得该物重W′,求该星球的平均密度ρ
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据报道,美国航空航天局在2008年发射“月球勘测轨道器(LRO)”,LRO在距月球表面h高度运行周期为T,已知月球的半径为R,请用已知量写出月球质量和表面重力加速度表达式(引力常量为G)
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有一宇宙飞船到了某行星上以接近行星表面匀速飞行,测出运动的周期为T,已知引力常量为G,则该行星的平均密度为ρ=______.
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