Question

1930年美国天文学家汤博发现冥王星，当时错估了冥王星的质量，以为冥王星比地球还大，所以命名为大行星．然而，经过近30年的进一步观测，发现它的直径只有2300千米，比月球还要小．2006年8月24日晚在布拉格召开的国际天文学联合会（IAU）第26届大会上，各国天文界权威代表投票通过联合会决议，今后原来九大行星中的冥王星将不再位于“行星”之列，而属于矮行星，并提出了行星的新定义．行星新定义的两个关键：一是行星必须是围绕恒星运转的天体；二是行星的质量必须足够大，它自身的重力必须和表面力平衡使其形状呈圆球．一般来说，行星直径必须在800千米以上，质量必须在5×10⁴亿亿千克以上．假如冥王星的轨道是一个圆形，则由以下几个条件能估测出其质量的是（其中万有引力常量为G）（　　）

A．冥王星围绕太阳运转的周期和轨道半径

B．冥王星围绕太阳运转的线速度和轨道半径

C．冥王星的一个卫星查龙（charon）围绕冥王星在圆形轨道上转动的质量和轨道半径

D．冥王星的一个卫星查龙（charon）围绕冥王星在圆形轨道上转动的周期和轨道半径

Answer 1

AB：冥王星围绕太阳运转，冥王星是环绕天体，太阳是中心天体，所以不能求冥王星的质量，只能计算太阳的质量．故AB均错误．
C、根据万有引力提供向心力的表达式可知，查龙星的质量在等式两边被约去了，只知道轨道半径无法计算中心天体冥王星的质量．故C错误．
D、查龙星绕冥王星体做匀速圆周运动所需要的向心力由万有引力提供G

Mm

r2

=m(

2π

T

)2r，则中心天体冥王星的质量为M=

4π2r3

GT2

．故D正确．
故选D．