两个行星各有一个卫星绕其表面运行，已知两个卫星的周期之比为1：3，两行星半径之比为3：1，则：（1）两行星密度之比为多少？（2）两行星表面处重力加速度之比为多少

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两个行星各有一个卫星绕其表面运行，已知两个卫星的周期之比为1：3，两行星半径之比为3：1，则：
（1）两行星密度之比为多少？
（2）两行星表面处重力加速度之比为多少？

答案

（1）9：1 （2）27：1

解析

试题分析：（1）人造地球卫星的万有引力充当向心力，即

,密度

,所以两行星密度之比为9：1。
（2）忽略行星自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式

解得：g=

；所以两行星表面处重力加速度之比为27：1。

举一反三

假设地球的卫星1和月球的卫星2，分别绕地球和月球做匀速圆周运动，如图所示，两颗卫星2的轨道半径相同。已知地球的质量大于月球的质量，两颗卫星相比较，下列说法中正确的是

A．卫星1的向心加速度较小

B．卫星1的动能较大

C．卫星1的周期较小

D．若卫星1是地球的同步卫星，则它的质量一定

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假设两颗“近地”卫星1和2的质量相同，都绕地球做匀速圆周运动，如图所示，卫星2的轨道半径更大些。两颗卫星相比较，下列说法中正确的是

A．卫星1的向心加速度较小

B．卫星1的动能较小

C．卫星1的周期较小

D．卫星1的机械能较小

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（9分）在物理学中，常常用等效替代、类比、微小量放大等方法来研究问题。如在牛顿发现万有引力定律一百多年后，卡文迪许利用微小量放大法由实验测出了万有引力常量G的数值，图所示是卡文迪许扭秤实验示意图。卡文迪许的实验常被称为是“称量地球质量”的实验，因为由G的数值及其他已知量，就可计算出地球的质量，卡文迪许也因此被誉为第一个称量地球的人。

（1）若在某次实验中，卡文迪许测出质量分别为m₁、m₂相距为r的两个小球之间引力的大小为F，求万有引力常量G；
（2）若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球自转的影响，请推导出地球质量及地球平均密度的表达式。

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如图所示，“嫦娥一号”探月卫星进入月球轨道后，首先在椭圆轨道Ⅰ上运动，P、Q两点是轨道Ⅰ的近月点和远月点，Ⅱ是卫星绕月做圆周运动的轨道，轨道Ⅰ和Ⅱ在P点相切，关于该探月卫星的运动，下列说法正确的是

A．卫星在轨道Ⅰ上运动周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期

B．卫星由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须要在P点加速

C．卫星在轨道Ⅰ上运动时，P点的速度小于Q点的速度

D．卫星在轨道Ⅰ上运动时，P点的加速度小于Q点的加速度

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宇航员到了某星球后做了如下实验：如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角2θ。当圆锥和球一起以周期T匀速转动时，球恰好对锥面无压力．已知星球的半径为R，万有引力常量为G．求：

（1）线的拉力；
（2）该星球表面的重力加速度；
（3）该星球的第一宇宙速度；
（4）该星球的密度．

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