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  • “探路者”號(hào)宇宙飛船在宇宙深處飛行過程中,發(fā)現(xiàn)A、B兩顆均勻球形天體,兩天體各有一顆靠近其表面飛行的衛(wèi)星,測(cè)得兩顆衛(wèi)星的周期相等,以下判斷正確的是(  ) A.天體A、B的質(zhì)量

    “探路者”號(hào)宇宙飛船在宇宙深處飛行過程中,發(fā)現(xiàn)A、B兩顆均勻球形天體,兩天體各有一顆靠近其表面飛行的衛(wèi)星,測(cè)得兩顆衛(wèi)星的周期相等,以下判斷正確的是(  )
    A. 天體A、B的質(zhì)量一定不相等
    B. 兩顆衛(wèi)星的線速度一定相等
    C. 天體A、B表面的重力加速度之比等于它們的半徑之比
    D. 天體A、B的密度一定不相等
    物理人氣:195 ℃時(shí)間:2020-06-04 21:25:54
    優(yōu)質(zhì)解答
    A、設(shè)A、B中任意球形天體的半徑為R,質(zhì)量為M,衛(wèi)星的質(zhì)量為m,周期為T.
    則由題意,衛(wèi)星靠近天體表面飛行,衛(wèi)星的軌道半徑約等于球形天體的半徑,則有:
    G
    Mm
    R2
    =m
    4π2R
    T2
    ,
    得:M=
    4π2R3
    GT2
    ,T相等,R不一定相等,所以天體A、B的質(zhì)量不一定相等.故A錯(cuò)誤.
    B、衛(wèi)星的線速度為:v=
    2πR
    T
    ,T相等,而R不一定相等,線速度不一定相等.故B錯(cuò)誤.
    C、天體A、B表面的重力加速度等于衛(wèi)星的向心加速度,即g=a=
    4π2R
    T2
    ,可見天體A、B表面的重力加速度之比等于它們的半徑正比,故C正確.
    D、天體的密度為ρ=
    M
    V
    =
    M
    4
    3
    πR3
    ,聯(lián)立得到ρ=
    GT2
    ,可見,ρ與天體的半徑無關(guān),由于兩顆衛(wèi)星的周期相等,則天體A、B的密度一定相等.故D錯(cuò)誤.
    故選:C
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