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若已知万有引力常量为G,则已知下面哪组选项的数据可以计算出地球的质量(  )
分析:万有引力提供环绕天体圆周运动的向心力,在星球表面万有引力等于重力,据此列式求解即可.
解答:解:
A、据G
mM
R2
=mg
可得:M=
gR2
G
故A可以;
B、万有引力提供月球圆周运动的向心力即G
mM
R2
=mR(
T
)2
可得:M=
4π2R3
GT2
故B可以;
C、已知人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运动周期,据T=
2πR
v
可得卫星的轨道半径R=
vT
,根据G
mM
R2
=m
v2
R
可计算出地球的质量,故C可以;
D、仅知道人造地球卫星距地面的高度h,因不知地球半径,故无法知道卫星运行轨道半径,据G
mM
R2
=m
v2
R
=mR(
T
)2
轨道半径、周期、线速度等都不知道的情况下无法求得地球质量M.
故选ABC.
点评:解决本题的关键一是万有引力提供向心力,据此列式计算,注意要把计算的天体放在中心天体位置;二是地球表面的重力和万有引力相等.
练习册系列答案
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科学家在研究地月组成的系统时,从地球向月球发射激光,测得激光往返时间为t,若已知万有引力常量为G,月球绕地球运动(可视为匀速圆周运动)的周期为T,光速为c,地球到月球的距离远大于它们的半径.则可求出地球的质量为(  )

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(1)说明宇航员是如何进行第二次测量的?
(2)利用宇航员测量的量(用符号表示)来求月球的半径和质量.

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中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球,实地采样送回地球,为载人登月及月球基地选址做准备.设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行,飞船上备有以下实验仪器:A.计时表一只,B.弹簧秤一把,C.已知质量为m的物体一个,D.天平一只(附砝码一盒).在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动,宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t.飞船的登月舱在月球上着陆后,遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量,科学家利用上述两次测量数据便可计算出月球的半径和质量.若已知万有引力常量为G,则:
(1)简述机器人是如何通过第二次测量物体在月球所受的重力F
(2)试利用测量数据(用符号表示)求月球的半径和质量.

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