Question

對某行星的一顆衛星進行觀測，已知該衛星運行圓周的軌道半徑為r，周期為T，
（1）求該行星的質量；
（2）若行星的半徑為R，求該行星的密度．

Answer 1

分析：行星由萬有引力充當向心力G

Mm

r2

=m

4π2

T2

r，化簡可得出行星的質量；行星可以看成是球體，其體積為V=

4

3

πR3，根據密度的定義ρ=

M

V

，代入數據化簡可得該星球的密度．

解答：解：（1）根據萬有引力提供向心力有：G

Mm

r2

=m

4π2

T2

r，
解得行星的質量為：M=

4π2r3

GT2

；
（2）行星可以看成是球體，其體積為：V=

4

3

πR3
所以密度為：ρ=

M

V

=

4π2r3 GT2

4 3 πR3

=

3πr3

GT2R3

答：（1）該行星的質量為

4π2r3

GT2

；
（2）若行星的半徑為R，則該行星的密度為

3πr3

GT2R3

．

點評：本題為萬有引力定律的直接應用，注意萬有引力只能求出中心天體的質量；當題目中物理是較多時，在解題時要注意區分已知量和未知量．