物理必修2第三章萬有引力定律的應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)例題練習(xí)

1、萬有引力與航天萬有引力定律的應(yīng)用1研究天體運(yùn)動(dòng)的基本方法：研究人造衛(wèi)星、行星等天體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們進(jìn)行了以下近似：中心天體是不動(dòng)的，繞行天體以中心天體的球心為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；繞行天體只受到中心天體的萬有引力作用。（1）中心天體對(duì)繞行天體的引力充當(dāng)繞行天體的向心力： F引=Fn即 = ma n= m = m2r = 中心天體質(zhì)量： （公轉(zhuǎn)周期易于測(cè)量，常用含周期的表達(dá)式）特別的，若發(fā)射近地衛(wèi)星探測(cè)密度，則r=R,有（T為近地衛(wèi)星周期）密度： 又 得 （r為公轉(zhuǎn)軌道半徑，R為中心天體球體半徑） 衛(wèi)星（行星）的線速度、角速度、加速度an、周期T和軌道半徑r的關(guān)系隨軌道半徑r的增大，衛(wèi)星、an減小，

2、T增加。即低軌道衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)得快，高軌道衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)得慢。= ， 線速度 ； = ， 角速度 ;T = ，周期T，（即開普勒第三定律k由中心天體質(zhì)量決定);a n= ， 向心加速度an(與距離成“平方反比”關(guān)系)（2）將重力看成與萬有引力相等（忽略星球自轉(zhuǎn)）: F引=mg 地球質(zhì)量：地球表面物體 重要代換式： 在星球表面：重力加速度g隨高度增大而減小，如何討論g值隨緯度增大而增大？行星表面重力加速度g、距地表一定高度處重力加速度的關(guān)系：地表重力加速度： 距地表一定高度處重力加速度： 第一宇宙速度：v1=（最小發(fā)射速度，圓周運(yùn)動(dòng)最大繞行速度，近地衛(wèi)星速度）2課堂延伸：“雙星”和“黑洞”“雙星”是兩顆相距

3、較近，它們之間的萬有引力對(duì)兩者運(yùn)動(dòng)都有顯著影響，而其他天體的作用力影響可以忽略的特殊天體系統(tǒng)它們之所以沒有被強(qiáng)大的引力吸引到一起而保持距離L不變，是因?yàn)樗鼈兝@著共同“中心”以相同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們之間的萬有引力提供它們做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力“黑洞”是近代引力理論預(yù)言的一種特殊天體，它的質(zhì)量十分巨大，以致于其逃逸速度有可能超過真空中的光速，因此任何物體都不能脫離它的束縛，即光子也不能射出已知物體從星球上的逃逸速度（即第二宇宙速度）是= ，故一個(gè)質(zhì)量為M的天體，若它是一個(gè)黑洞，則其半徑R應(yīng)有：R假如把地球變成黑洞，那么半徑就要縮小到幾毫米。例：（2008年高考寧夏理綜卷）23.（15分） 天

4、文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星。雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍。利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可推算出它們的總質(zhì)量。已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期均為T，兩顆恒星之間的距離為R，試推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量。（引力常量為G） 解：1、 考點(diǎn)、熱點(diǎn)回顧一.開普勒運(yùn)動(dòng)定律(1)開普勒第一定律：所有的行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上(2)開普勒第二定律：對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等(3)開普勒第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等二.萬有引

5、力定律(1)內(nèi)容：宇宙間的一切物體都是互相吸引的，兩個(gè)物體間引力大小，跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比(2)公式：FG,其中，稱為為有引力恒量。(3)適用條件：嚴(yán)格地說公式只適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用，當(dāng)兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí)，公式也可近似使用，但此時(shí)r應(yīng)為兩物體重心間的距離對(duì)于均勻的球體,r是兩球心間的距離 注意：萬有引力定律把地面上的運(yùn)動(dòng)與天體運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來，是自然界中最普遍的規(guī)律之一，式中引力恒量G的物理意義是：G在數(shù)值上等于質(zhì)量均為1千克的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距1米時(shí)相互作用的萬有引力三、萬有引力和重力 重力是萬有引力產(chǎn)生的，由于地球的自轉(zhuǎn)，因而地球表面的物體隨地球

6、自轉(zhuǎn)時(shí)需要向心力重力實(shí)際上是萬有引力的一個(gè)分力另一個(gè)分力就是物體隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)需要的向心力，如圖所示，由于緯度的變化，物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F向不斷變化，因而表面物體的重力隨緯度的變化而變化，即重力加速度g隨緯度變化而變化，從赤道到兩極逐漸增大通常的計(jì)算中因重力和萬有引力相差不大，而認(rèn)為兩者相等，即m2gG, g=GM/r2常用來計(jì)算星球表面重力加速度的大小，在地球的同一緯度處，g隨物體離地面高度的增大而減小，即gh=GM/（r+h）2，比較得gh=（）2g 在赤道處，物體的萬有引力分解為兩個(gè)分力F向和m2g剛好在一條直線上，則有 FF向m2g，所以m2g=F一F向Gm2R自2因地球目轉(zhuǎn)角速度很

7、小G m2R自2,所以m2g= G假設(shè)地球自轉(zhuǎn)加快，即自變大，由m2gGm2R自2知物體的重力將變小，當(dāng)G=m2R自2時(shí)，m2g=0，此時(shí)地球上物體無重力，但是它要求地球自轉(zhuǎn)的角速度自，比現(xiàn)在地球自轉(zhuǎn)角速度要大得多.四.天體表面重力加速度問題設(shè)天體表面重力加速度為g,天體半徑為R，由mg=得g=,由此推得兩個(gè)不同天體表面重力加速度的關(guān)系為五天體質(zhì)量和密度的計(jì)算 原理：天體對(duì)它的衛(wèi)星（或行星）的引力就是衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 G=mr，由此可得：M=；=（R為行星的半徑）由上式可知，只要用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r及運(yùn)行周期T，就可以算出天體的質(zhì)量M若知道行星的半徑則可得行星的

8、密度二、典型例題1、萬有引力定律的基本應(yīng)用【例1】如圖所示，在一個(gè)半徑為R、質(zhì)量為M的均勻球體中，緊貼球的邊緣挖去一個(gè)半徑為R/2的球形空穴后，對(duì)位于球心和空穴中心連線上、與球心相距d的質(zhì)點(diǎn)m的引力是多大？分析 把整個(gè)球體對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力看成是挖去的小球體和剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力之和，即可得解解 完整的均質(zhì)球體對(duì)球外質(zhì)點(diǎn)m的引力這個(gè)引力可以看成是：m挖去球穴后的剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力F1與半徑為R/2的小球?qū)|(zhì)點(diǎn)的引力F2之和，即F=F1+F2因半徑為R/2的小球質(zhì)量M/為，則所以挖去球穴后的剩余部分對(duì)球外質(zhì)點(diǎn)m的引力說明 （1）有部分同學(xué)認(rèn)為，如果先設(shè)法求出挖去球穴后的重心位置，然后把剩余部分的質(zhì)量

9、集中于這個(gè)重心上，應(yīng)用萬有引力公式求解這是不正確的萬有引力存在于宇宙間任何兩個(gè)物體之間，但計(jì)算萬有引力的簡單公式卻只能適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)或均勻球體，挖去球穴后的剩余部分已不再是均勻球了，不能直接使用這個(gè)公式計(jì)算引力（2）如果題中的球穴挖在大球的正中央，根據(jù)同樣道理可得剩余部分對(duì)球外質(zhì)點(diǎn)m的引力上式表明，一個(gè)均質(zhì)球殼對(duì)球外質(zhì)點(diǎn)的引力跟把球殼的質(zhì)量（7M/8）集中于球心時(shí)對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力一樣【例2】某物體在地面上受到的重力為160 N，將它放置在衛(wèi)星中，在衛(wèi)星以加速度ag隨火箭加速上升的過程中，當(dāng)物體與衛(wèi)星中的支持物的相互壓力為90 N時(shí)，求此時(shí)衛(wèi)星距地球表面有多遠(yuǎn)？（地球半徑R6.4103km,g取10

10、m/s2）解析：設(shè)此時(shí)火箭上升到離地球表面的高度為h，火箭上物體受到的支持力為N,物體受到的重力為mg/，據(jù)牛頓第二定律Nmg/=ma在h高處mg/ 在地球表面處mg=把代入得 =1.92104 km.說明:在本問題中，牢記基本思路,一是萬有引力提供向心力，二是重力約等于萬有引力【例3】有人利用安裝在氣球載人艙內(nèi)的單擺來確定氣球的高度。已知該單擺在海平面處的周期是T0。當(dāng)氣球停在某一高度時(shí)，測(cè)得該單擺周期為T。求該氣球此時(shí)離海平面的高度h。把地球看作質(zhì)量均勻分布的半徑為R的球體。解析：根據(jù)單擺周期公式：其中l(wèi)是單擺長度，g0和g分別是兩地點(diǎn)的重力加速度。根據(jù)萬有引力公式得其中G是引力常數(shù)，M是

11、地球質(zhì)量。由以上各式解得【例4】登月火箭關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)在離月球表面112 km的空中沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)，周期是120.5 min,月球的半徑是1740 km,根據(jù)這組數(shù)據(jù)計(jì)算月球的質(zhì)量和平均密度解析：設(shè)月球半徑為R，月球質(zhì)量為M，月球密度為，登月火箭軌道離月球表面為h，運(yùn)動(dòng)周期為T，火箭質(zhì)量為m，由GMm/r2=m42r/T2得M=42r3/（GT2），=M/V，其中V=42R3/3，則F向=m2r=m42（R+h）/T2，F(xiàn)引=GMm/（R+h）2，火箭沿軌道運(yùn)行時(shí)有F引=F向，即GMm/（R+h）2= m42（R+h）/T2故M=42（R+h）3/（GT2）2=7.21022kg,=3M/4R3=

12、3.26103kg/m3【例5】已知火星上大氣壓是地球的1/200火星直徑約為球直徑的一半，地球平均密度地=5.5103kg/m3，火星平均密度火=4103kg/m3試求火星上大氣質(zhì)量與地球大氣質(zhì)量之比分析 包圍天體的大氣被吸向天體的力就是作用在整個(gè)天體表面（把它看成平面時(shí)）的大氣壓力利用萬有引力算出火星上和地球上的重力加速度之比，即可算出它們的大氣質(zhì)量之比解 設(shè)火星和地球上的大氣質(zhì)量、重力加速度分別為m火、g火、m地、g地，火星和地球上的大氣壓分別為據(jù)萬有引力公式，火星和地球上的重力加速度分別為綜合上述三式得【例6】一個(gè)宇航員在半徑為R的星球上以初速度v0豎直上拋一物體，經(jīng)ts后物體落回宇航

13、員手中為了使沿星球表面拋出的物體不再落回星球表面，拋出時(shí)的速度至少為多少？解析：物體拋出后，受恒定的星球引力作用，做勻減速運(yùn)動(dòng)，遵循著在地面上豎直上拋時(shí)的同樣規(guī)律設(shè)星球?qū)ξ矬w產(chǎn)生的“重力加速度”為gx，則由豎直上拋運(yùn)動(dòng)的公式得為使物體拋出后不再落回星球表面，應(yīng)使它所受到的星球引力正好等于物體所需的向心力，即成為衛(wèi)星發(fā)射了出去。，這個(gè)速度即是這個(gè)星球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度?！纠?】在“勇氣”號(hào)火星探測(cè)器著陸的最后階段，著陸器降落到火星表面上，再經(jīng)過多次彈跳才停下來。假設(shè)著陸器第一次落到火星表面彈起后，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)高度為h，速度方向是水平的，速度大小為v0，求它第二次落到火星表面時(shí)速度的大小，計(jì)

14、算時(shí)不計(jì)大氣阻力。已知火星的一個(gè)衛(wèi)星的圓軌道半徑為r，周期為T。火星可視為半徑為r0的均勻球體。分析：第一次落到火星表面彈起在豎直方向相當(dāng)于豎直上拋，在最高點(diǎn)由于只有水平速度故將做平拋運(yùn)動(dòng)，第二次落到火星表面時(shí)速度應(yīng)按平拋處理。無論是豎直上拋還是平拋的計(jì)算，均要知道火星表面的重力加速度g/。利用火星的一個(gè)衛(wèi)星的相關(guān)數(shù)據(jù)可以求出g/。解：設(shè)火星的一個(gè)衛(wèi)星質(zhì)量為m，任一物體的質(zhì)量為m/，在火星表面的重力加速度為g/，火星的質(zhì)量為M。任一物體在火星表面有: 火星的衛(wèi)星應(yīng)滿足：第一次落到火星表面彈起在豎直方向滿足：v122g/h第二次落到火星表面時(shí)速度應(yīng)按平拋處理：由以上4式可解得2、討論天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律

15、的基本思路基本方法：把天體的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供。【例8】2000年1月26日我國發(fā)射了一顆同步衛(wèi)星，其定點(diǎn)位置與東經(jīng)980的經(jīng)線在同一平面內(nèi)若把甘肅省嘉峪關(guān)處的經(jīng)度和緯度近似為東經(jīng)980和北緯400，已知地球半徑R、地球自轉(zhuǎn)周期T,地球表面重力加速度g（視為常數(shù)）和光速c，試求該同步衛(wèi)星發(fā)出的微波信號(hào)傳到嘉峪關(guān)處的接收站所需的時(shí)間（要求用題給的已知量的符號(hào)表示）解析：設(shè)m為衛(wèi)星質(zhì)量，M為地球質(zhì)量，r為衛(wèi)星到地球中心的距離，為衛(wèi)星繞地心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度由萬有引力定律和牛頓定律有，式中G為萬有引力恒量，因同步衛(wèi)星繞地心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相等，有=2/T；因，

16、得GM=gR2設(shè)嘉峪關(guān)到同步衛(wèi)星的距離為L，如圖所示，由余弦定律得：所求的時(shí)間為tL/c由以上各式得【例9】在天體運(yùn)動(dòng)中，將兩顆彼此相距較近的行星稱為雙星。它們?cè)谙嗷サ娜f有引力作用下間距保持不變，并沿半徑不同的同心圓軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如果雙星間距為L，質(zhì)量分別為M1和M2，試計(jì)算：（1）雙星的軌道半徑；（2）雙星的運(yùn)行周期；（3）雙星的線速度。解析：因?yàn)殡p星受到同樣大小的萬有引力作用，且保持距離不變，繞同一圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以具有周期、頻率和角速度均相同；而軌道半徑、線速度不同的特點(diǎn)。（1）根據(jù)萬有引力定律可得：（2）同理，還有所以，周期為（3）根據(jù)線速度公式，PX星球【例10】興趣小組

17、成員共同協(xié)作，完成了下面的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：當(dāng)飛船停留在距X星球一定高度的P點(diǎn)時(shí)，正對(duì)著X星球發(fā)射一個(gè)激光脈沖，經(jīng)時(shí)間t1后收到反射回來的信號(hào)，此時(shí)觀察X星球的視角為，如圖所示當(dāng)飛船在X星球表面著陸后，把一個(gè)彈射器固定在星球表面上，豎直向上彈射一個(gè)小球，經(jīng)測(cè)定小球從彈射到落回的時(shí)間為t2.已知用上述彈射器在地球上做同樣實(shí)驗(yàn)時(shí)，小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，又已知地球表面重力加速度為g，萬有引力常量為G，光速為c，地球和X星球的自轉(zhuǎn)以及它們對(duì)物體的大氣阻力均可不計(jì)，試根據(jù)以上信息，求：（1） X星球的半徑R；（2）X星球的質(zhì)量M；（3）X星球的第一宇宙速度v；(4)在X星球發(fā)射的衛(wèi)星的最小周期T.解析：（1

18、)由題設(shè)中圖示可知：（Rct1）sinR，R= (2）在X星球上以v0豎直上拋t2，在地球上以v0豎直上拋：t，又由，（3）mg (4）當(dāng)v達(dá)第一宇宙速度時(shí)，有最小周期T. 【例11】天體運(yùn)動(dòng)的演變猜想。在研究宇宙發(fā)展演變的理論中，有一種說法叫做“宇宙膨脹說”，認(rèn)為引力常量在慢慢減小。根據(jù)這種理論，試分析現(xiàn)在太陽系中地球的公轉(zhuǎn)軌道平徑、周期、速率與很久很久以前相比變化的情況?！窘馕觥康厍蛟诎霃綖镽的圓形軌道上以速率v運(yùn)動(dòng)的過程中，引力常數(shù)G減小了一個(gè)微小量，萬有引力公式。由于太陽質(zhì)量M,地球質(zhì)量m,r均未改變，萬有引力F引必然隨之減小，并小于公轉(zhuǎn)軌道上該點(diǎn)所需的向心力（速度不能突變）。由于慣性

19、，地球?qū)⒆鲭x心運(yùn)動(dòng)，即向外偏離太陽，半徑r增大。地球在遠(yuǎn)離太陽的過程中，在太陽引力的作用下引起速率v減小，運(yùn)轉(zhuǎn)周期增大。由此可以判斷，在很久很久以前，太陽系中地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑比現(xiàn)在小，周期比現(xiàn)在小，速率比現(xiàn)在大。由引力常量G在慢慢減小的前提可以分析出太陽系中地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑在慢慢變大，表明宇宙在不斷地膨脹。三、課后練習(xí)1已知太陽到地球與地球到月球的距離的比值約為390，月球繞地球旋轉(zhuǎn)的周期約為27天.利用上述數(shù)據(jù)以及日常的天文知識(shí)，可估算出太陽對(duì)月球與地球?qū)υ虑虻娜f有引力的比值約為A.0.2 B.2 C.20 D.200答案：B解析：設(shè)太陽質(zhì)量M，地球質(zhì)量m，月球質(zhì)量m0，日地間距離為R，

20、月地間距離為r，日月之間距離近似等于R，地球繞太陽的周期為T約為360天，月球繞地球的周期為t=27天。對(duì)地球繞著太陽轉(zhuǎn)動(dòng)，由萬有引力定律：G=m，同理對(duì)月球繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng)：G=m0，則太陽質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為M : m=；太陽對(duì)月球的萬有引力F= G，地球?qū)υ虑虻娜f有引力f= G，故F : f= ，帶入太陽與地球質(zhì)量比，計(jì)算出比值約為2，B對(duì)。21990年4月25日，科學(xué)家將哈勃天文望遠(yuǎn)鏡送上距地球表面約600 km的高空，使得 人類對(duì)宇宙中星體的觀測(cè)與研究有了極大的進(jìn)展。假設(shè)哈勃望遠(yuǎn)鏡沿圓軌道繞地球運(yùn)行。已知地球半徑為6.4106m，利用地球同步衛(wèi)星與地球表面的距離為3.6107m這一事實(shí)可

21、得到哈勃望遠(yuǎn)鏡繞地球運(yùn)行的周期。以下數(shù)據(jù)中最接近其運(yùn)行周期的是 A0.6小時(shí) B1.6小時(shí) C4.0小時(shí) D24小時(shí)答案：B解析：由開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知，恒量，所以，r為地球的半徑，h1、t1、h2、t2分別表示望遠(yuǎn)鏡到地表的距離，望遠(yuǎn)鏡的周期、同步衛(wèi)星距地表的距離、同步衛(wèi)星的周期（24h），代入數(shù)據(jù)得：t1=1.6h3.火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的和，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度約為A0.2g B0.4g C2.5g D5g答案：B【解析】：考查萬有引力定律。星球表面重力等于萬有引力，G = mg，故火星表面的重力加速度 = = 0.4，故B正確。4假設(shè)太陽系中天體的

22、密度不變，天體直徑和天體之間距離都縮小到原來的一半，地球繞太陽公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列物理量變化正確的是BCA地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半B地球的向心力變?yōu)榭s小前的C地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同D地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半5天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動(dòng)，并測(cè)出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期。由此可推算出C A行星的質(zhì)量 B行星的半徑 C恒星的質(zhì)量 D恒星的半徑6據(jù)報(bào)道，最近在太陽系外發(fā)現(xiàn)了首顆“宜居”行星，其質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，一個(gè)在地球表面重量為600 N的人在這個(gè)行星表面的重量將變?yōu)?60 N，由此可推知該行星的半徑與地球半徑之比約為BA0.5

23、B2. C3.2 D472007年4月24日，歐洲科學(xué)家宣布在太陽之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的類地行星Gliese581c。這顆圍繞紅矮星Gliese581運(yùn)行的星球有類似地球的溫度，表面可能有液態(tài)水存在，距離地球約為20光年，直徑約為地球的1.5倍 ，質(zhì)量約為地球的5倍，繞紅矮星Gliese581運(yùn)行的周期約為13天。假設(shè)有一艘宇宙飛船飛臨該星球表面附近軌道，下列說法正確是BcA飛船在Gliese581c表面附近運(yùn)行的周期約為13天B飛船在Gliese581c表面附近運(yùn)行時(shí)的速度大于7.9km/sC人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大DGliese581c的平均密度比地

24、球平均密度小8太陽系八大行星公轉(zhuǎn)軌道可近似看作圓軌道，“行星公轉(zhuǎn)周期的平方”與“行星與太陽的平均距離的三次方”成正比。地球與太陽之間平均距離約為1.5億千米，結(jié)合下表可知，火星與太陽之間的平均距離約為B水星金星地球火星木星土星公轉(zhuǎn)周期（年）0.2410.6151.01.8811.8629.5 A1.2億千米 B2.3億千米 C4.6億千米 D6.9億千米9. 已知萬有引力常量G，地球半徑R，月球和地球之間的距離r，同步衛(wèi)星距地面的高度h，月球繞地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期T1，地球的自轉(zhuǎn)周期T2，地球表面的重力加速度g。某同學(xué)根據(jù)以上條件，提出一種估算地球質(zhì)量M的方法：同步衛(wèi)星繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)，由得請(qǐng)判斷上

25、面的結(jié)果是否正確，并說明理由。如不正確，請(qǐng)給出正確的解法和結(jié)果。請(qǐng)根據(jù)已知條件再提出兩種估算地球質(zhì)量的方法并解得結(jié)果。（13分）(1)上面結(jié)果是錯(cuò)誤的，地球的半徑R在計(jì)算過程中不能忽略。正確的解法和結(jié)果是：得（2）方法一：對(duì)月球繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)，由得方法二：在地面重力近似等于萬有引力，由得 10天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星。雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍。利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可推算出它們的總質(zhì)量。已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期均為T，兩顆恒星之間的距離為r，試推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量。（引力常量為G）【解析】：設(shè)兩顆恒星的質(zhì)量分別為m1、m