在某个半径为R=105m的行星表面,对于一个质量m=1kg的砝码,用弹簧称量,其重力的大小G=1.6N.则:
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解题思路:(1)由重量和质量的关系知行星表面的重力加速度,第一宇宙速度是近表面运行速度,应用牛顿第二定律求解第一宇宙速度(2)根据万有引力等于重力求出行星质量,根据密度公式求解

(1)由重量和质量的关系知:G=mg

所以g=

G

m=1.6m/s2

设环绕该行星作近地飞行的卫星,其质量为m′

所以根据万有引力提供向心力,应用牛顿第二定律有:

m′g=m′

v21

R

解得:v1=

Rg

代入数值得第一宇宙速度:v1=400m/s

(2)根据万有引力等于重力得

mg=G

Mm

R2

M=

gR2

G

又V=

4

3πR3

∴ρ=

M

V=

3g

4πGR

代入数据解得ρ=5.7×104kg/m3

答:①请您计算该星球的第一宇宙速度v1是400m/s

②请计算该星球的平均密度是5.7×104kg/m3

点评:

本题考点: 万有引力定律及其应用.

考点点评: 解决本题的关键掌握万有引力提供向心力以及万有引力等于重力.知道第一宇宙速度的具体含义.