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在一次测量引力常量的实验中,已知一个质量为0.8 kg的球,以1.3×10-10 N的力吸引另一个质量为4.0×10-3 kg的球,这两个球相距4.0×10-2 m,地球表面的重力加速度为9.8 m/s2,地球半径为6 400 km.试根据这些数据计算地球的质量.

解析:本题考查了引力常量的测定以及地球质量的计算两个知识点,在地面附近的物体,它所受到的重力近似等于物体所受到的万有引力,可用万有引力定律计算地球的质量.

由于地球对物体的引力等于物体所受到的重力,则有:

=mg,所以M=                                                 ①

又因为两球之间的万有引力为F=

所以有:G=                                                            ②

②式代入①式得:

M=

代入数据可得地球的质量:M= kg=6.2×1024 kg.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(I)用螺旋测器测量金属导线的直径,其示数如图1所示,该金属导线的直径为
1.880
1.880
mm.

(II)如图2为欧姆表面原理示意图,其中电流表的满偏电流Ig=300μa,内阻Rg=100Ω,可变电阻R的最大阻值为10kΩ,电池的电动势E=1.5V,内阻r=0.5Ω,图中与接线柱A相连的表笔颜色应是
色,按正确使用方法测量电阻Rx的阻值时,指针指在刻度盘的正中央,则Rx=
5
5
kΩ.
(III)为了测量某一新发现的行星的半径和质量,一艘宇宙飞船飞近它的表面进行实验.飞船在引力作用下进入该行星表面的圆形轨道,在绕行中做了第一次测量.绕行数圈后,着陆在该行星上,并进行了第二次测量.已知万有引力常量为G.飞船上备有以下实验器材:
A.一只精确秒表;B.一个已知质量为m的物体;C.一个量程合适的弹簧秤;D.一把刻度尺
请根据题意回答:
(1)第一次测量所选用的实验器材为
A
A
(填代表器材的字母),直接测量的物理量是
周期T
周期T
(同时用文字和符号表示)
  (2)第二次测量所选用的实验器材为
BC
BC
(填代表器材的字母),直接测量的物理量是
物体m的重力F
物体m的重力F
(同时用文字和符号表示)
(3)行星的半径为R、质量为M的表达式是:半径R=
FT2
2m
FT2
2m
、质量M=
F3T4
14m3G
F3T4
14m3G
(用已知量和测出的物理量表示).

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科目:高中物理 来源:学习高手必修二物理人教版 人教版 题型:038

在一次测量引力常量的实验中,已知一个质量为0.8 kg的球,以1.3×10-10 N的力吸引另一个质量为4.0×10-3 kg的球,这两个球相距4.0×10-2 m,地球表面的重力加速度为9.8 m/s2,地球半径为6400 km.试根据这些数据计算地球的质量.

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在一次测量万有引力常量的实验中,一个球的质量为1.2 kg,另一个球的质量是0.5 kg,两球相距10 cm,测得它们的引力是3.96×10-9 N.已知地球表面的重力加速度为9.8 m/s2,地球半径是6 400 km,根据这个数据计算地球的质量.

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