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    （9分）在物理学中，常常用等效替代、类比、微小量放大等方法来研究问题。如在牛顿发现万有引力定律一百多年后，卡文迪许利用微小量放大法由实验测出了万有引力常量G的数值，图所示是卡文迪许扭秤实验示意图。卡文迪许的实验常被称为是“称量地球质量”的实验，因为由G的数值及其他已知量，就可计算出地球的质量，卡文迪许也因此被誉为第一个称量地球的人。

    （1）若在某次实验中，卡文迪许测出质量分别为m1、m2相距为r的两个小球之间引力的大小为F，求万有引力常量G；
    （2）若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G，忽略地球自转的影响，请推导出地球质量及地球平均密度的表达式。

    解析试题分析：（1）根据万有引力定律，    （2分）
    得       （2分）
    （2）设地球质量为M，在地球表面任一物体质量为m
    在地球表面附近满足 
    得  GM=R2g
    解得地球的质量       （3分）
    地球的体积 
    解得地球的密度      （2分）
    考点：万有引力定律的应用

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在该行星上。飞船上备有以下器材：

    A．秒表一只 B．质量为m的物体一个
    C．弹簧测力计一个 D．天平一架（带砝码）
    宇航员在绕行时及着陆后各做一次测量，依据测量数据，可求得该星球的半径R及质量M，已知引力常量为G
    （1）绕行时需测量的物理量为 __，选用的器材是 _________（填序号）
    （2）着陆后需测量的物理量为_______，选用的器材是 ________（填序号）
    （3）利用测得的物理量写出半径R= _________，质量M=________

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    (13分)2013年12月2日1时30分我国发射的“嫦娥三号”探月卫星于12月14日晚9时11分顺利实现了“月面软着陆”，该过程的最后阶段是:着陆器离月面h高时速度减小为零,为防止发动机将月面上的尘埃吹起,此时要关掉所有的发动机，让着陆器自由下落着陆．己知地球质量是月球质量的81倍,地球半径是月球半径的4倍，地球半径R0=6.4X106m，地球表面的重力加速度g0=10m/s2，不计月球自转的影响(结果保留两位有效数字).
    (1)若题中h=3.2m，求着陆器落到月面时的速度大小；
    (2)由于引力的作用，月球引力范围内的物体具有引力势能．理论证明，若取离月心无穷远处为引力势能的零势点，距离月心为r的物体的引力势能，式中G为万有引力常数，M为月球的质量，m为物体的质量．求着陆器仅依靠惯性从月球表面脱离月球引力范围所需的最小速度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    （15分）“嫦娥一号” 的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道可以近似看成圆周，距月球表面的高度为H，飞行周期为T,月球的半径为R，万有引力常量为G，假设宇航员在飞船上,飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲， 在最低点附近作半径为r的圆周运动，宇航员质量是m，飞船经过最低点时的速度是v；。求：
    (1)月球的质量M是多大？
    (2)经过最低点时，座位对宇航员的作用力F是多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    (8 分）.已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，求：该行星的自转周期。

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    (10分)天文观测到某行星有一颗以半径r、周期T环绕该行星做圆周运动的卫星，已知卫星质量为m．求：
    （1）该行星的质量M是多大?
    （2）如果该行星的半径是卫星运动轨道半径的1/10，那么行星表面处的重力加速度是多大?

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    “嫦娥一号” 的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已 知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似圆周，距月球表面的高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，万有引力常量为G，假设宇航長在飞船上，飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲， 在最低点附近作半径为r的圆周运动，宇航员质量是m，飞船经过最低点时的速度是v；。求：
    （1）月球的质量M是多大？
    （2）经过最低点时，座位对宇航员的作用力F是多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    我国在2010年实现探月计划．同学们也对月球有了更多的关注．
    ⑴若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径；
    ⑵若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t小球落回抛出点．已知月球半径为r，万有引力常量为G，试求出月球的质量M．

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    科目：高中物理 来源： 题型：单选题

    如图所示，在光滑的水平面上宽度为L的区域内，有一竖直向下的匀强磁场．现有一个边长为a （a＜L）的正方形闭合线圈以垂直于磁场边界的初速度v0向右滑动，穿过磁场后速度减为v，那么当线圈完全处于磁场中时，其速度大小（　　）

    A．大于 B．等于 C．小于 D．以上均有可能

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