题目内容
已知万有引力常量G,地球半径R,地球和月亮之间的距离r,同步卫星距地面的高度h,月球绕地球运转的周期T1,地球的自转的周期T2,地球表面的重力加速度g.某同学根据以上条件,提出一种估算地球质量M的方法:同步卫星绕地心作圆周运动,由 G
=m(
)2h得M=
.
请判断上面的结果是否正确,如不正确,请给出正确的解法和结果.
Mm |
h2 |
2π |
T2 |
4π2h3 |
GT22 |
请判断上面的结果是否正确,如不正确,请给出正确的解法和结果.
分析: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:上述解法错误,因为将同步卫星的轨道半径搞错,不是h,而是h+R.
根据万有引力提供向心力:G
=m(R+h)(
)2
解得M=
.
答:地球的质量为M=
.
根据万有引力提供向心力:G
Mm |
(R+h)2 |
2π |
T2 |
解得M=
4π2(R+h)3 |
GT22 |
答:地球的质量为M=
4π2(R+h)3 |
GT22 |
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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太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是圆,各行星的半径、日星距离和质量如下表所示:
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A、太阳系的八大行星中,海王星的圆周运动速率最大 |
B、太阳系的八大行星中,水星的圆周运动周期最大 |
C、如果已知地球的公转周期为1年,万有引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2,再利用地球和太阳间的距离,则可以求出太阳的质量 |
D、如果已知万有引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2,并忽略地球的自转,利用地球的半径以及地球表面的重力加g=10m/s2,则可以求出太阳的质量 |