宇航员在地球表面以一定初速度竖直向上抛出一小球，经过时间

宇航员在地球表面以一定初速度竖直向上抛出一小球，经过时间 t 小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间 5t 小球落回原处．（取地球表面重力加速度 g ＝ 10m/s ² ，空气阻力不计）

（ 1 ）求该星球表面附近的重力加速度 g ＇；

（ 2 ）已知该星球的半径与地球半径之比为 R _星 ∶R _地＝ 1∶4 ，求该星球的质量与地球质量之比 M _星 ∶M _地．

答案

（ 1 ） 2 m/s ² （ 2 ） 1:80

【解析】

试题分析：运用运动学公式求出时间 t 与初速度之间的关系，求出地球表面重力加速度 g 与星球表面附近的重力加速度 g′ 间的关系．根据万有引力等于重力表示出质量，求出星球的质量与地球质量之比．

（ 1 ）根据匀变速直线运动规律 t= 得：

从竖直上抛到最高点，上升的时间是 = ，上升和下降的时间相等，

所以从上抛到落回原处 t= ①

由于在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间 5t 小球落回原处．

根据匀变速直线运动规律得：

5t= ②

由 ①② 得星球表面附近的重力加速度 g′= g=2m/s ² ，

（ 2 ）根据万有引力等于重力得：： =mg

所以 = =

当前位置：

学科首页

必修2 第七章万有引力与宇宙航行

万有引力理论的成就

试题详情

难度：

使用次数：281

更新时间：2021-03-22

纠错

（ 1 ）求该星球表面附近的重力加速度 g ＇；

（ 2 ）已知该星球的半径与地球半径之比为 R _星 ∶R _地＝ 1∶4 ，求该星球的质量与地球质量之比 M _星 ∶M _地．

查看答案

题型：解答题

知识点：万有引力理论的成就

下载试题

复制试题

【答案】

（ 1 ） 2 m/s ² （ 2 ） 1:80

【解析】

（ 1 ）根据匀变速直线运动规律 t= 得：

从竖直上抛到最高点，上升的时间是 = ，上升和下降的时间相等，

所以从上抛到落回原处 t= ①

由于在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间 5t 小球落回原处．

根据匀变速直线运动规律得：

5t= ②

由 ①② 得星球表面附近的重力加速度 g′= g=2m/s ² ，

（ 2 ）根据万有引力等于重力得：： =mg

所以 = =

考点梳理:

根据可圈可点权威老师分析，试题“ ”主要考查你对计算天体质量与密度等考点的理解。关于这些考点的“资料梳理”如下：

◎ 计算天体质量与密度的定义

计算天体质量与密度：

1、用万有引力定律求天体的质量：通过观天体卫星运动的周期T和轨道半径r或天体表面的重力加速度g和天体的半径R，就可以求出天体的质量M。
2、用万有引力定律计算天体的平均密度：通过观测天体表面运动卫星的周期T，就可以求出天体的密度ρ。

◎ 计算天体质量与密度的知识扩展

1、用万有引力定律求天体的质量：通过观天体卫星运动的周期T和轨道半径r或天体表面的重力加速度g和天体的半径R，就可以求出天体的质量M。以地球的质量的计算为例
①若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T和半径r，根据：

，得：

；
②若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和半径r，根据：

，得：

；
③若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T，根据：

和

，得：

；
④若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g，根据：

，得：

——此式通常被称为黄金代换式。
2、用万有引力定律计算天体的平均密度：通过观测天体表面运动卫星的周期T，就可以求出天体的密度ρ。
天体球体积：V=

；天体密度：

（由

，

，r指球体半径，R指轨道半径，当R=r时，

）。

◎ 计算天体质量与密度的相关定理

计算天体质量与密度：

1、用万有引力定律求天体的质量：通过观天体卫星运动的周期T和轨道半径r或天体表面的重力加速度g和天体的半径R，就可以求出天体的质量M。以地球的质量的计算为例
①若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T和半径r，根据：
，得：；
②若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和半径r，根据：
，得：；
③若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T，根据：
和，得：；
④若已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g，根据：
，得：——此式通常被称为黄金代换式。
2、用万有引力定律计算天体的平均密度：通过观测天体表面运动卫星的周期T，就可以求出天体的密度ρ。
天体球体积：V=；天体密度：（由，，，r指球体半径，R指轨道半径，当R=r时，）。

◎ 计算天体质量与密度的知识点拨

知识点拨：
科学真是迷人.地球、太阳等天体的质量是多少?天平无法测量.但在我们学习了万有引力定律之后,我们便可以通过它来"称量".求天体质量和密度方法：在地面附近万有引力近似等于物体的重力.由于地球的自转,因而地球表面上的物体随地球自转时需要向心力.所以重力实际上只是万有引力的一个分力,另一个分力就是物体随地球自转时需要的向心力,这个分力与万有引力相比很小忽略不计,可近似认为万有引力等于物体的重力。

◎ 计算天体质量与密度的教学目标

1、了解万有引力定律的重要应用。
2．会用万有引力定律计算天体的质量。
3．掌握综合运用万有引力定律和圆周运动等知识分析具体问题的基本方法。
4、通过求解太阳、地球的质量，培养学生理论联系实际的能力。
5、利用万有引力定律可以发现未知天体，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点。

◎ 计算天体质量与密度的考试要求

能力要求：应用
课时要求：120
考试频率：常考
分值比重：4

开通会员

登录并加入会员可无限制查看知识点解析

类题推荐：

万有引力理论的成就

难度：

使用次数：111

更新时间：2021-07-13

加入组卷

已知地球半径约为6．4×10⁶米,又知月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动,则可估算出月球到地心的距离约为________________米.（结果只保留一位有效数字）

查看答案

题型：填空题

知识点：万有引力理论的成就

复制

试题详情

纠错

难度：

使用次数：167

更新时间：2021-07-14

加入组卷

地球同步卫星到地心的距离r可由求出，已知式中a的单位是m，b的单位是S，c的单位是m/s²，则

A．a是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的重力加速度

B．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度

C．a是赤道周长，b是地球自转周期，c是同步卫星的车速度

D．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面处的重力加速度

查看答案

题型：多项选择

知识点：万有引力理论的成就

复制

试题详情

纠错

难度：

使用次数：113

更新时间：2021-07-15

加入组卷

下图为一名宇航员“漂浮”在地球外层空间的照片，根据照片展现的情景提出两个与物理知识有关的问题（所提的问题可以涉及力学、电磁学、热学、光学、原子物理学等各个部分，只需提出问题，不必作出回答和解释：

例：这名“漂浮”在空中的宇航员相对地球是运动还是静止的？

（1）。

（2）。

查看答案

题型：填空题

知识点：万有引力理论的成就

复制

试题详情

纠错

难度：

使用次数：171

更新时间：2021-07-16

加入组卷

2000年1月26日我国发射了一颗同步卫星，其定点位置与东经98°的经线在同一平面内。若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经98°和北纬α＝40°，已知地球半径R、地球自转周期T、地球表面重力加速度g（视为常量）和光速c。试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间（要求用题给的已知量的符号表示）。