为了探测X星球,载着登陆舱的探测飞船总质量为m1在以该星球中心为圆心,半径为r1的圆轨道上运动,周期为T1.随后登陆舱脱离飞船,变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动,

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◎ 题目

为了探测X星球,载着登陆舱的探测飞船总质量为m1在以该星球中心为圆心,半径为r1的圆轨道上运动,周期为T1.随后登陆舱脱离飞船,变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动,此时登陆舱的质量为m2,已知万有引力恒量为G.
求:(1)X星球的质量;
(2)登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的周期.

◎ 答案

(1)飞船绕X星球圆周运动的向心力由万有引力提供,令X星球的质量为M,则由题意有:
G
m1M
r21
=m1r1
4π2
T21
             ①
解得:M=
4π2
r31
G
T21

(2)登录舱在r2的轨道上运动时满足万有引力提供向心力即:
GMm2
r22
=m2r2
4π2
T22
             ②
联立①和②得:T2=

r32
r31
T1

答::(1)X星球的质量M=
4π2
r31
G
T21

(2)登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的周期T2=

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