问题
问答题
伴随着神舟系列载人飞船的陆续升空，“嫦娥一号”探月成功发射，我国作为航天大国，其实力不断增强，万有引力与航天问题也成为百性关注的热点话题．若已知万有引力常量G，地球半径R，地球和月亮之间的距离r，同步卫星距地面的高度h，月球绕地球运转的周期T1，地球的自转的周期T2，地球表面的重力加速度g．小霞同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M的方法：她认为同步卫星绕地心作圆周运动，由于卫星距地面较高，则地球半径可忽略不计，然后进行估算，由G
=mh(Mm h2
)2可得M=2π T2
．4π2h3 G T 22
（1）请你判断一下小霞同学的计算方法和结果是否正确，并说明理由．如不正确，请给出正确的解法和结果．
（2）请根据已知条件能否探究出两种估算地球质量的方法并解得结果．
答案
解（1）小霞同学的计算方法和结果都是不正确的．因为地球半径R在计算过程中不能忽略．
正确的解法和结果为：
G
=m(Mm (R+h)2
)2(R+h)2π T2
解得：M=4π2(R+h)3 GT22
（2）利用万有引力与圆周运动向心力和重力的关系有：
方法一：万有引力提供月球绕地作圆周运动的向心力，
因此有G
=m(Mm r2
)2r，2π T1
故有M=4π2r3 G T 21
方法二：在地球表面重力近似等于万有引力：
G
=mg，Mm R2
故有M=gR2 G
答：（1）小霞同学的计算方法和结果都是不正确的．因为地球半径R在计算过程中不能忽略．正确的解法和结果如上所述．
（2）根据已知条件，还有两种估算地球质量的方法，其方法和结果如上所述．