如果你在一個已知半徑為R的均勻星球的表面,你如何設(shè)計僅用一塊秒表和尺子測量出該星球的質(zhì)量?用你所測的物理量寫出該星球質(zhì)量的表達式.(已知引力常量為G)

答案:略
解析:

  在星球上讓一小物體從某一高度自由下落,用尺子測出小物體下落的高度h,用秒表測出物體下落的時間t,從而求出該星球表面的重力加速度:

  由于在星球表面時,物體所受重力等于物體受到的萬有引力,設(shè)星球的質(zhì)量為M.則(m為物體的質(zhì)量).所以星球的質(zhì)量

  解決這一問題時,用萬有引力與物體在星球表面的重力相等這一知識點,然后根據(jù)自由落體知識,求解重力加速度,從而使本題得到解決,因而解決探究性題目,思路要開闊,多方面考慮.


練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

我國發(fā)射的“嫦娥一號”探月衛(wèi)星,實現(xiàn)了國人百年奔月的夢想.
(1)如圖1是某同學(xué)對“嫦娥一號”探月衛(wèi)星繞月運行的可能軌道的猜想,其中不可能實現(xiàn)的是哪個圖對應(yīng)的軌道,你的理由是什么?

(2)如果宇航員在月球表面上,測出小物塊自由下落h高度所用的時間為t;測出繞月衛(wèi)星在靠近月球表面圓軌道上飛行時的周期是T,已知萬有引力常量為G.請你用上述各量推導(dǎo)出月球質(zhì)量的表達式.
(3)某學(xué)校物理興趣小組研究“嫦娥一號”探月衛(wèi)星的發(fā)射和運行情況時猜想:衛(wèi)星要把拍攝到的各種圖片信息,持續(xù)不斷地用微波發(fā)回地面時,由于月球的遮擋,在地球上總有一段時間接收不到衛(wèi)星發(fā)來的微波信號.為了驗證自己的猜想,他們設(shè)計了如圖2所示的電腦模擬實驗:固定地球和月球模型,讓衛(wèi)星繞月旋轉(zhuǎn),在地球上安裝微波接收器,證實了他們的猜想是正確的.
在實驗中他們設(shè)計和測量的各類數(shù)據(jù)是:地球、月球和衛(wèi)星的質(zhì)量分別為m、m和m衛(wèi),衛(wèi)星繞月球運行的周期為T,軌道半徑為r衛(wèi)=2r,地球和月球的半徑分別為r=3r和r=r,地球與月球之間的質(zhì)心距離為L=180r.請你求出:在這個模擬實驗中,衛(wèi)星繞月球運行一個周期的時間內(nèi),地球不能接收到衛(wèi)星發(fā)射的微波信號的時間(萬有引力恒量為G,cos89°=
190
).

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2012?安徽一模)2011年7月11日23時41分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號丙運載火箭,成功將“天鏈一號02星”送入太空.火箭飛行約26分鐘后,西安衛(wèi)星測控中心傳來的數(shù)據(jù)表明,星箭分離,衛(wèi)星成功進入地球同步轉(zhuǎn)移軌道.“天鏈一號02星”是我國第二顆地球同步軌道數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星,又稱跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星,由中國航天科技集團公司所屬中國空間技術(shù)研究院為主研制.中繼衛(wèi)星被譽為“衛(wèi)星的衛(wèi)星”,是航天器太空運行的數(shù)據(jù)“中轉(zhuǎn)站”,用于轉(zhuǎn)發(fā)地球站對中低軌道航天器的跟蹤測控信號和中繼航天器發(fā)回地面的信息的地球靜止通信衛(wèi)星.
(1)已知地球半徑R=6400kM,地球表面的重力加速度g=10m/s2,地球自轉(zhuǎn)周期
T=24h,
30.4
=0.7
,請你估算“天鏈一號02星”的軌道半徑為多少?(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
(2)某次有一個赤道地面基站發(fā)送一個無線電波信號,需要位于赤道地面基站正上方的“天鏈一號02星”把該信號轉(zhuǎn)發(fā)到同軌道的一個航天器,如果航天器與“天鏈一號02 星”處于同軌道最遠可通信距離的情況下,航天器接收到赤道地面基站的無線電波信號的時間 是多少?已知地球半徑為R,地球同步衛(wèi)星軌道半徑為r,無線電波的傳播速度為光速c.

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科目:高中物理 來源: 題型:038

如果你在一個已知半徑為R的均勻星球的表面,你如何設(shè)計僅用一塊秒表和尺子測量出該星球的質(zhì)量?用你所測的物理量寫出該星球質(zhì)量的表達式.(已知引力常量為G)

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

2000年10月31日凌晨0時2分、12月21日凌晨0時20分,兩顆構(gòu)成我國自主研制的“北斗導(dǎo)航系統(tǒng)”的導(dǎo)航定位衛(wèi)星――北斗導(dǎo)航試驗衛(wèi)星,先后在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,并準確進入預(yù)定軌道,標志著我國在全球定位系統(tǒng)(GlobalPositionSystem,簡稱GPS)技術(shù)領(lǐng)域進入了世界先進行列.

GPS的原理是采用“三點定位法”來定位的.下面我們以二維平面為例,來說明三點定位的原理,假若你到了一個陌生的地方,你可以通過測量出你到某已知地點A的距離a,則你現(xiàn)在就處在以A為圓心、以a為半徑的圓周上,如上圖(1)所示,如果再測量出你到另一個已知地點B的距b,則你也處在以B為圓心、以b為半徑的圓周上,如上圖(2)所示,由上圖(2)可以看出,你現(xiàn)在的位置只可能是在兩圓周的交點O1或O2上,若要惟一確定你的位置,就必須再通過測量出你到第三個已知地點C的距離c,你現(xiàn)在的位置也一定在以C為圓心、以c為半徑的第三個圓周上,如上圖(3)所示,三圓的交點O1就是你的位置,這就是說,三點定位法需要有三個坐標已知的參考點,并知道被測點到參考點之間的距離,在三維空間中,其定位原理基本與此相同,只是往往要加上一個已知條件:被測量點在地面上,在GPS中,三個參考點就是三顆懸在空中已知位置坐標的衛(wèi)星,被測量點到它們的距離可以通過接收從衛(wèi)星發(fā)來的無線電波測量出來,則被測點在地面上的位置可由地面接收裝置中的電腦計算出來,GPS要由空間衛(wèi)星系統(tǒng)、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶接收系統(tǒng)三大部分構(gòu)成,天上地下協(xié)同工作,才能完成定位.空間衛(wèi)星系統(tǒng)也就是GPS導(dǎo)航衛(wèi)星群,以俄羅斯“格拉納斯”全球?qū)Ш较到y(tǒng)為例,按照設(shè)計方案,它是由24顆工作衛(wèi)星組成,它們均勻分布在6個軌道平面上,每個軌道上均勻分布有4顆衛(wèi)星,每顆衛(wèi)星每12h繞地球運行一周,假設(shè)這些衛(wèi)星都在離地面某一高度的軌道上做勻速圓周運動,取地球半徑R=6400km,地面的重力加速度g=10m/s2.
根據(jù)以上信息,請回答下列問題:
①間諜衛(wèi)星上裝有某種遙感照相機,可用來探測軍用和民用目標.這種照相機能拍到晚上關(guān)燈行駛的汽車,甚至車隊已經(jīng)離開,也瞞不過它.這種遙感照相機敏感的電磁波屬于(    )
A.可見光波段                                B.紅外波段
C.紫外波段                              D.X波段
②下列有關(guān)GPS中衛(wèi)星的加速度的說法中正確的是
A.因衛(wèi)星做勻速圓周運動,其加速度為零
B.在衛(wèi)星只受重力作用,其加速度為重力加速度g
C.若衛(wèi)星距地面高度H為地球半徑R的n倍,則其加速度為
D.若衛(wèi)星距地面高度H為地球半徑R的n倍,則其加速度為
③下列關(guān)于導(dǎo)航衛(wèi)星群中衛(wèi)星軌道的說法中,正確的是(    )
①衛(wèi)星的軌道平面都垂直于地軸
②衛(wèi)星的軌道平面都過地心
③地球上除赤道以外的某條緯線可能處于某個衛(wèi)星的軌道平面內(nèi)
④地球上某條經(jīng)線可能處于某個衛(wèi)星的軌道平面內(nèi)
A.①②          B.②③          C.②④              D.③④
④“格拉納斯”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航衛(wèi)星群中除24顆工作衛(wèi)星外,還有些替補衛(wèi)星在天空運行,當某顆工作衛(wèi)星出現(xiàn)故障時可及時頂替工作,若某顆替補衛(wèi)星處在略低于工作衛(wèi)星的軌道上,則這顆衛(wèi)星的周期和速度與工作衛(wèi)星相比較,以下說法正確的是(    )
A.替補衛(wèi)星的周期大于工作衛(wèi)星的周期,速度大于工作衛(wèi)星的速度
B.替補衛(wèi)星的周期小于工作衛(wèi)星的周期,速度大于工作衛(wèi)星的速度
C.替補衛(wèi)星的周期大于工作衛(wèi)星的周期,速度小于工作衛(wèi)星的速度
D.替補衛(wèi)星的周期小于工作衛(wèi)星的周期,速度小于工作衛(wèi)星的速度

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