（9分）在物理學中，常常用等效替代、類比、微小量放大等方法來研究問題。如在牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律一百多年后，卡文迪許利用微小量放大法由實驗測出了萬有引力常量G的數(shù)值，圖所示是卡文迪許扭秤實驗示意圖�？ㄎ牡显S的實驗常被稱為是“稱量地球質(zhì)量”的實驗，因為由G的數(shù)值及其他已知量，就可計算出地球的質(zhì)量，卡文迪許也因此被譽為第一個稱量地球的人。

（1）若在某次實驗中，卡文迪許測出質(zhì)量分別為m1、m2相距為r的兩個小球之間引力的大小為F，求萬有引力常量G；
（2）若已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，萬有引力常量為G，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，請推導出地球質(zhì)量及地球平均密度的表達式。

解析試題分析：（1）根據(jù)萬有引力定律，    （2分）
得       （2分）
（2）設(shè)地球質(zhì)量為M，在地球表面任一物體質(zhì)量為m
在地球表面附近滿足 
得  GM=R2g
解得地球的質(zhì)量       （3分）
地球的體積 
解得地球的密度      （2分）
考點：萬有引力定律的應(yīng)用

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進入該行星表面的圓形軌道繞行數(shù)圈后，著陸在該行星上。飛船上備有以下器材：

A．秒表一只 B．質(zhì)量為m的物體一個
C．彈簧測力計一個 D．天平一架（帶砝碼）
宇航員在繞行時及著陸后各做一次測量，依據(jù)測量數(shù)據(jù)，可求得該星球的半徑R及質(zhì)量M，已知引力常量為G
（1）繞行時需測量的物理量為 __，選用的器材是 _________（填序號）
（2）著陸后需測量的物理量為_______，選用的器材是 ________（填序號）
（3）利用測得的物理量寫出半徑R= _________，質(zhì)量M=________

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(13分)2013年12月2日1時30分我國發(fā)射的“嫦娥三號”探月衛(wèi)星于12月14日晚9時11分順利實現(xiàn)了“月面軟著陸”，該過程的最后階段是:著陸器離月面h高時速度減小為零,為防止發(fā)動機將月面上的塵埃吹起,此時要關(guān)掉所有的發(fā)動機，讓著陸器自由下落著陸．己知地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的81倍,地球半徑是月球半徑的4倍，地球半徑R0=6.4X106m，地球表面的重力加速度g0=10m/s2，不計月球自轉(zhuǎn)的影響(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
(1)若題中h=3.2m，求著陸器落到月面時的速度大小；
(2)由于引力的作用，月球引力范圍內(nèi)的物體具有引力勢能．理論證明，若取離月心無窮遠處為引力勢能的零勢點，距離月心為r的物體的引力勢能，式中G為萬有引力常數(shù)，M為月球的質(zhì)量，m為物體的質(zhì)量．求著陸器僅依靠慣性從月球表面脫離月球引力范圍所需的最小速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（15分）“嫦娥一號” 的成功發(fā)射，為實現(xiàn)中華民族幾千年的奔月夢想邁出了重要的一步。已知“嫦娥一號”繞月飛行軌道可以近似看成圓周，距月球表面的高度為H，飛行周期為T,月球的半徑為R，萬有引力常量為G，假設(shè)宇航員在飛船上,飛船在月球表面附近豎直平面內(nèi)俯沖， 在最低點附近作半徑為r的圓周運動，宇航員質(zhì)量是m，飛船經(jīng)過最低點時的速度是v；。求：
(1)月球的質(zhì)量M是多大？
(2)經(jīng)過最低點時，座位對宇航員的作用力F是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(8 分）.已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍。若某行星的平均密度為地球平均密度的一半，它的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的2.5倍，求：該行星的自轉(zhuǎn)周期。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(10分)天文觀測到某行星有一顆以半徑r、周期T環(huán)繞該行星做圓周運動的衛(wèi)星，已知衛(wèi)星質(zhì)量為m．求：
（1）該行星的質(zhì)量M是多大?
（2）如果該行星的半徑是衛(wèi)星運動軌道半徑的1/10，那么行星表面處的重力加速度是多大?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

“嫦娥一號” 的成功發(fā)射，為實現(xiàn)中華民族幾千年的奔月夢想邁出了重要的一步。已 知“嫦娥一號”繞月飛行軌道近似圓周，距月球表面的高度為H，飛行周期為T，月球的半徑為R，萬有引力常量為G，假設(shè)宇航長在飛船上，飛船在月球表面附近豎直平面內(nèi)俯沖， 在最低點附近作半徑為r的圓周運動，宇航員質(zhì)量是m，飛船經(jīng)過最低點時的速度是v；。求：
（1）月球的質(zhì)量M是多大？
（2）經(jīng)過最低點時，座位對宇航員的作用力F是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

我國在2010年實現(xiàn)探月計劃．同學們也對月球有了更多的關(guān)注．
⑴若已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，月球繞地球運動的周期為T，月球繞地球的運動近似看做勻速圓周運動，試求出月球繞地球運動的軌道半徑；
⑵若宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球表面某處以速度v0豎直向上拋出一個小球，經(jīng)過時間t小球落回拋出點．已知月球半徑為r，萬有引力常量為G，試求出月球的質(zhì)量M．

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科目：高中物理 來源： 題型：單選題

如圖所示，在光滑的水平面上寬度為L的區(qū)域內(nèi)，有一豎直向下的勻強磁場．現(xiàn)有一個邊長為a （a＜L）的正方形閉合線圈以垂直于磁場邊界的初速度v0向右滑動，穿過磁場后速度減為v，那么當線圈完全處于磁場中時，其速度大�。ā　。�

A．大于 B．等于 C．小于 D．以上均有可能

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