题目内容

地球绕太阳公转的周期为T1，轨道半径为R1，月球绕地球公转的周期为T2，轨道半径为R2，那么太阳的质量是地球质量的多少倍？
分析：根据万有引力提供向心力得出中心天体质量与周期和轨道半径的关系，从而得出太阳和地球的质量之比．
解答：解：根据G
Mm
r2
=mr
4π2
T2
得，
中心天体的质量M=
4π2r3
GT2
．
因为地球的轨道半径和月球的轨道半径之比为R1：R2，周期之比为T1：T2．
则太阳和地球的质量之比为
M太
M地
=
R13T22
R23T12
．
答：太阳的质量是地球质量的
R13T22
R23T12
倍．
点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道运用这一理论只能求出中心天体的质量，不能求解环绕天体的质量．
练习册系列答案
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2001年10月22日，欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在超大型黑洞，命名为MCG6-20-15，由于黑洞的强大引力，周围物质大量调入黑洞，假定银河系中心仅此一个黑洞，已知太阳系绕银河系中心匀速运转，下列哪一组数据可估算黑洞的质量（　　）
地球绕太阳公转的周期为T1，轨道半径为R1，月球绕地球公转的周期为T2，轨道半径为R2，则太阳的质量是地球质量的
T22R13
T12R22
T22R13
T12R22
倍．
（1）地球绕太阳公转的周期为T1，轨道半径为R1，月球绕地球公转的周期为T2，轨道半径为R2，则太阳的质量是地球质量的
T
2
2
R
3
1
T
2
1
R
3
2
T
2
2
R
3
1
T
2
1
R
3
2
倍．
（2）将一单摆装置竖直悬挂于某一深度为h（未知）且开口向下的小筒中（单摆的下部分露于筒外），如图（甲）所示，将悬线拉离平衡位置一个小角度后由静止释放，设单摆振动过程中悬线不会碰到筒壁，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒的下端口到摆球球心间的距离l，并通过改变l而测出对应的摆动周期T，再以T2为纵轴、l为横轴做出函数关系图象，就可以通过此图象得出小简的深度h和当地的重力加速度g．

①现有如下测量工具：A．时钟；B．秒表；  C．天平；D．毫米刻度尺．
本实验所需的测量工具有
BD
BD
；
②如果实验中所得到的T2-l，关系图象如图（乙）所示，那么真正的图象应该是a，b，c中的
a
a
；
③由图象可知，小筒的深度h=
0.3
0.3
m；当地g=
9.86
9.86
m/s2
（3）影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减少．某课题研究组需要研究某种导电材料的导电规律，他们用该种导电材料制作成电阻较小的线状元件Z做实验，测量元件Z中的电流随两端电压从零逐渐增大过程中的变化规律．
①他们应选用下图所示的哪个电路进行实验？答：
A
A


②实验测得元件z的电压与电流的关系如下表所示．根据表中数据，判断元件Z是金属材料还是半导体材料？答：
半导体
半导体
．
U（V） 0 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 1.60
I（A） 0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.81 3.20
③把元件Z接入如图丙所示的电路中，当电阻R的阻值为R1=2Ω时，电流表的读数为1.25A；当电阻R的阻值为R2=3.6Ω时，电流表的读数为0.80A．结合上表数据，求出电源的电动势为
4.0
4.0
V，内阻为
0.40
0.40
Ω．（不计电流表的内阻，结果保留两位有效数字）
④用螺旋测微器测得线状元件Z的直径如图丁所示，则元件Z的直径是
1.990
1.990
  mm．
（2005?闵行区二模）在天文学上，太阳的密度是常用的物理量．某同学设想利用小孔成像原理和万有引力定律相结合来探究太阳的密度．探究过程如下：
（1）假设地球上某处对太阳的张角为θ，地球绕太阳公转的周期为T，太阳的半径为R，密度为ρ，质量为M．由三角关系可知，该处距太阳中心的距离为 r=R/sin（θ/2），这一距离也就是地球上该处物体随地球绕太阳公转的轨道半径．于是推得太阳的密度的公式，请你帮他写出推理过程（巳知 地球绕太阳公转的周期为T，万有引力恒量为G）：
（2）利用小孔成像原理求θ角
取一个圆筒，在其一端封上厚纸，中间扎小孔，另一端封上一张画有同心圆的薄白纸．相邻同心圆的半径相差1mm，当作测量尺度．把小孔对着太阳，筒壁与光线平行，另一端的纸上就可以看到一个圆光斑，这就是太阳的实像．设光斑圆心到小孔的距离L（足够长）就是筒的长度，那么他还要测出什么量呢？求得θ角的公式是怎样的？
（3）整个探究过程釆用了如下哪些最贴切的科学方法：
BC
BC

A．类比分析    B．理想实验
C．等效替換    D．控制变量．

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