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继神秘的火星之后,近几年土星也成了世界关注的焦点.经过近7年、2亿千米在太空中风尘仆仆的穿行后,美航天局和欧航天局合作研究出“卡西尼”号土星探测器抵达预定轨道,开始“拜访”土星及其卫星家族.这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测.若“卡西尼”号土星探测器进入土星飞行的轨道,在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n周飞行时间为t,求土星的质量和平均密度.
分析:探测器绕土星飞行,环绕n周飞行时间为t,求出探测器运行的周期.由土星的万有引力提供探测器的向心力列方程求出土星的质量,由密度公式求出土星的平均密度.
解答:解:由  
GMm
(R+h)
=m
4π2
T2
(R+h)

            又T=
t
n

得:M=
4π2n2(R+h)3
Gt2

由  ρ=
M
V
,V=
4
3
πR3

 得:ρ=
3πn2(R+h)3
Gt2R3

答:土星的质量为M=
4π2n2(R+h)3
Gt2
,平均密度为ρ=
3πn2(R+h)3
Gt2R3
.
点评:本题题目看似很长,要耐心读题,抓住要点,建立物理模型:探测器绕土星做匀速圆周运动,土星的万有引力提供向心力.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

继神秘的火星之后,近几年土星也成了世界关注的焦点。经过近7年、2亿千米在太空中风尘仆仆的穿行后,美航天局和欧航天局合作研究出“卡西尼”号土星探测器抵达预定轨道,开始“拜访”土星及其卫星家族。这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测。若“卡西尼”号土星探测器进入土星飞行的孰道,在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n周飞行时间为t,求:

   (1)“卡西尼”号土星探测器绕土星飞行的周期。

   (2)土星的质量。

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科目:高中物理 来源: 题型:

继神秘的火星之后,近几年土星也成了世界关注的焦点。经过近7年、2亿千米在太空中风尘仆仆的穿行后,美航天局和欧航天局合作研究出“卡西尼”号土星探测器抵达预定轨道,开始“拜访”土星及其卫星家族。这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测。若“卡西尼”号土星探测器进入土星飞行的孰道,在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n周飞行时间为t,求:

   (1)“卡西尼”号土星探测器绕土星飞行的周期。

   (2)土星的质量。

 

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科目:高中物理 来源:2010年福建省厦门市高一下学期质量检测物理试题 题型:计算题

继神秘的火星之后,近几年土星也成了世界关注的焦点。经过近7年、2亿千米在太空中风尘仆仆的穿行后,美航天局和欧航天局合作研究出“卡西尼”号土星探测器抵达预定轨道,开始“拜访”土星及其卫星家族。这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测。若“卡西尼”号土星探测器进入土星飞行的孰道,在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n周飞行时间为t,求:

   (1)“卡西尼”号土星探测器绕土星飞行的周期。

   (2)土星的质量。

 

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科目:高中物理 来源:2010年福建省厦门市高一下学期质量检测物理试题 题型:计算题

继神秘的火星之后,近几年土星也成了世界关注的焦点。经过近7年、2亿千米在太空中风尘仆仆的穿行后,美航天局和欧航天局合作研究出“卡西尼”号土星探测器抵达预定轨道,开始“拜访”土星及其卫星家族。这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测。若“卡西尼”号土星探测器进入土星飞行的孰道,在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n周飞行时间为t,求:
(1)“卡西尼”号土星探测器绕土星飞行的周期。
(2)土星的质量。

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