某行星表面没有气体，在它的表面附近作匀速圆周运动的卫星的环绕周期为T，如果宇航员在这个行星地面上以v的初速度竖直向上抛出一石块，石块向上运动的最大高度为h．已知

题型：烟台模拟难度：来源：

某行星表面没有气体，在它的表面附近作匀速圆周运动的卫星的环绕周期为T，如果宇航员在这个行星地面上以v的初速度竖直向上抛出一石块，石块向上运动的最大高度为h．已知万有引力恒量为G，求该行星的质量有多大．

答案

设行星半径为r，根据题意，它的卫星的轨道半径也为r，设该行星表面的重力加速度为g、质量为M，卫星的质量为m，石块质量为m₁
根据机械能守恒定律

m₁v²=m₁gh　　
得　g=

卫星的向心力F=mω²r=m

4π2

r
向心力等于重力m

4π2

r=mg　　
故　r=

gT2

4π2

也就是r=

v2T2

8hπ2

根据万有引力定律F=G

4π2

r
由以上各式得　M=

v6T2

128Gπ4h3

答：该行星的质量为

v6T2

128Gπ4h3

．

举一反三

如图所示，火箭栽着宇宙探测器飞向某行星，火箭内平台上还放有测试仪器．火箭从地面起飞时，以加速度

竖直向上做匀加速直线运动（g₀为地面附近的重力加速度），已知地球半径为R．
（1）到某一高度时，测试仪器对平台的压力是刚起飞时压力的

，求此时火箭离地面的高度h．
（2）探测器与箭体分离后，进入行星表面附近的预定轨道，进行一系列科学实验和测量，若测得探测器环绕该行星运动的周期为T₀，试问：该行星的平均密度为多少？（假定行星为球体，且已知万有引力恒量为G）魔方格

题型：不详难度：| 查看答案

飞船降落过程中，在离地面高度为h处速度为v₀，此时开动反冲火箭，使船开始做减速运动，最后落地时的速度减为v．若把这一过程当作为匀减速运动来计算，已知地球表面处的重力加速度为g，航天员的质量为m，在这过程中航天员对坐椅的压力等于______．

题型：南昌模拟难度：| 查看答案

一飞船在某星球表面附近，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为v₁，飞船在离该星球表面高度为h处，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为v₂，已知引力常量为G，则该星球的质量表达式为______．

题型：红桥区一模难度：| 查看答案

如图所示，两个质量均为M的星体，O为两星体连线中点，PQ是其连线的垂直平分线，一个质量为m的物体从O沿OP方向一直运动下去，则它受到的万有引力大小变化情况是（　　）

A．一直增大	B．一直减小
C．先增大，后减小	D．先减小，后增大

题型：江东区模拟难度：| 查看答案

①（供选学物理1-1的考生做）
2010年10月1日18点59分57秒我国发射了嫦娥二号探月卫星，如图所示，其中A为嫦娥二号卫星，它绕月球O运行的轨道可近似看作圆．嫦娥二号卫星运行的轨道半径为r，月球的质量为M．已知万有引力常量为G．求：

魔方格

（1）嫦娥二号卫星做匀速圆周运动的向心加速度大小；
（2）嫦娥二号卫星绕月运行的周期．
②（供选学物理3-1的考生做）
如图所示，A 是地球的同步卫星，其轨道位于赤道平面内，相对地面静止，具有很高的应用价值．已知地球半径为R，地球自转角速度为ω ₀，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为 G，O 为地球的球心．求：

魔方格

（1）地球的近似质量；
（2）同步卫星离地面的高度．

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