据报道,天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”,命名为“55 Cancri e”。该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的,母星的体积约为太阳的60倍。假设母星与太阳密度相同,“55 Cancri e”与地球均做匀速圆周运动, 则“55 Cancri e”与地球的
A.轨道半径之比约为 B.轨道半径之比约为
C.向心加速度之比约为 D.向心加速度之比约为
B
【解析】母星与太阳密度相等,而体积约为60倍,说明母星的质量是太阳质量的60倍。由万有引力提供向心力可知 ,所以
,代入数据得轨道半径之比约为
,B正确;A错误;由加速度
知道,加速度之比为
,所以CD均错误。
计算天体质量与密度:
1、用万有引力定律求天体的质量:通过观天体卫星运动的周期T和轨道半径r或天体表面的重力加速度g和天体的半径R,就可以求出天体的质量M。
2、用万有引力定律计算天体的平均密度:通过观测天体表面运动卫星的周期T,就可以求出天体的密度ρ。
计算天体质量与密度:
1、用万有引力定律求天体的质量:通过观天体卫星运动的周期T和轨道半径r或天体表面的重力加速度g和天体的半径R,就可以求出天体的质量M。以地球的质量的计算为例
①若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T和半径r,根据: ,得:
;
②若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和半径r,根据: ,得:
;
③若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T,根据: 和
,得:
;
④若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g,根据: ,得:
——此式通常被称为黄金代换式。
2、用万有引力定律计算天体的平均密度:通过观测天体表面运动卫星的周期T,就可以求出天体的密度ρ。
天体球体积:V=;天体密度:
(由
,
,
,r指球体半径,R指轨道半径,当R=r时,
)。
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