月球半径约为地球半径的14,月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的16,把月球和地球都视为质量均匀分布的球体.求:
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解题思路:(1)卫星做运动运动所需向心力由万有引力提供,由牛顿第二定律求出两卫星的线速度,然后再求它们的比值.

(2)星球表面的物体受到的重力等于星球对它的万有引力,据此求出星球的质量,然后由密度公式求出星球的密度,最后求出地球与月球的平均密度之比.

(1)物体受到的重力等于万有引力,

即:G[Mm

R2=mg ①,

卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供,

由牛顿第二定律可得:

G

Mm

R2=m

v2/R] ②,

由①②解得:v=

gR ③,

环绕地球和月球表面运行卫星的线速度之比:

v地

v月=

g地R地

g月R月=2

6:1 ④;

(2)设想将一质量为m0的小体放在天体表面处.

由万有引力定律可得:G

Mm0

r2=m0g ⑤,

平均密度ρ=[M

4/3πr3] ⑥,

由⑤⑥可得,地球和月球的平均密度之比:

ρ地

ρ月=

g地r月

g月r地=3:2;

答:(1)环绕地球和月球表面运行卫星的线速度之比是2

6:1;

(2)地球和月球的平均密度之比是3:2.

点评:

本题考点: 万有引力定律及其应用.

考点点评: 卫星绕地球或月球做圆周运动时,万有引力提供向心力,在解题时注意GM的代换.