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已知万有引力常量为G,地球半径为R,月球和地球中心之间的距离为r,同步卫星距地面的高度为h,月球绕地球运转的周期为T1,地球自转的周期为T2,地球赤道上的重力加速度为g,则关于下面关于地球的质量M的表达式中正确的是(  )
分析:根据万有引力等于重力求出地球的质量.
根据万有引力提供向心力,同步卫星绕地球做圆周运动,靠万有引力提供向心力,根据该理论求出中心天体(即地球)的质量.
解答:解:A、根据万有引力等于重力得
GMm
R2
=mg
M=
gR2
G
,故A正确
B、月球和地球中心之间的距离为r,月球绕地球运转的周期为T1
根据万有引力提供向心力,
G
Mm
r2
=m
2r
T
2
1

M=
r3
G
T
2
1
,故B正确
C、同步卫星绕地球做圆周运动,靠万有引力提供向心力,
G
Mm
(R+h)2
=m
2(R+h)
T
2
2

M=
(R+h)3
G
T
2
2
,故C、D错误
故选AB.
点评:解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论,并能灵活运用.本题可以根据月球绕地球做圆周运动,运用万有引力提供向心力求出地球的质量.也可以根据万有引力等于重力求出地球的质量.
练习册系列答案
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已知万有引力常量为G,地球半径为R,同步卫星距地面的高度为h,地球的自转周期为T.某同学根据以上条件,提出一种计算地球赤道表面的物体随地球自转的线速度大小的方法:
地球赤道表面的物体随地球作匀速圆周运动,由牛顿运动定律有
GMm
R2
=m
v2
R
.又根据地球上的物体的重力与万有引力的关系,可以求得地球赤道表面的物体随地球自转的线速度的大小v.
(1)请判断上面的方法是否正确.如果正确,求出v的结果;如不正确,给出正确的解法和结果.
(2)由题目给出的条件再估算地球的质量.

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F
m
F
m
.若该星球半径为R,可求得它的质量为
FR2
Gm
FR2
Gm
(已知万有引力常量为G).

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(1)火星的密度;
(2)火星的半径.

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