Question

6．火星探測器“勇氣”號經過長時間飛行到達火星附近，成為一顆繞火星做圓周軌道運動的衛(wèi)星．設“勇氣”號距火星表面的高度為h，做勻速圓周運動的周期為T．已知火星的球體半徑為R，引力常量為G．
求：（1）火星的質量M；
（2）火星表面的重力加速度g．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)探測器的萬有引力等于向心力列式求解即可；
（2）在火星表面，在不考慮自轉的情況下，物體的重力等于萬有引力．

解答 解：（1）探測器的萬有引力等于向心力，故：
$G\frac{Mm}{{（R+h）_{\;}^2}}=m{（\frac{2π}{T}）^2}（R+h）$
解得：
$M=\frac{{4{π^2}{{（R+h）}^3}}}{{G{T^2}}}$
（2）由重力等于萬有引力，有：
$mg=m{（\frac{2π}{T}）^2}（R+h）$
解得：
$g=\frac{{4{π^2}{{（R+h）}^3}}}{T^2}$
答：（1）火星的質量M為$\frac{4{π}^{2}{（R+h）}^{3}}{G{T}^{2}}$；
（2）火星表面的重力加速度g為$\frac{4{π}^{2}{（R+h）}^{3}}{{T}^{2}}$．

點評 本題關鍵是明確探測器的向心力來源，根據(jù)牛頓第二定律列式求解，同時要注意在火星表面，重力等于萬有引力，基礎題目．