问题 多选题

已知万有引力常量G,根据下列已知条件能计算出地球质量的是(  )

A.地球绕太阳运行的周期T和地球离太阳中心的距离R

B.人造地球卫星在地面附近运行的速度v和运行周期T

C.月球绕地球运行的周期T和月球离地球中心的距离R

D.地球半径R和地球同步卫星离地面的高度H(同步卫星周期已知)

答案

A、地球绕太阳做匀速圆周运动,受到太阳的万有引力充当向心力,用它运动周期表示向心力,由万有引力定律结合牛顿第二定律得:G

Mm
R2
=m(
T
)
2
R
,∴太阳的质量M=
4π2R3
GT2
,因此,不能求出地球的质量,故选项A错误.

B、人造卫星绕地球做匀速圆周运动,它受到地球的万有引力充当向心力,用它运动周期表示向心力,由万有引力定律结合牛顿第二定律得:G

Mm
R2
=m(
T
)
2
R
,又因T=
2πR
v

∴地球的质量M=

Tv3
2πG
,因此,可求出地球的质量,故选项B正确.

C、月球绕地球做匀速圆周运动,它受到地球的万有引力充当向心力,用它运动周期表示向心力,由万有引力定律结合牛顿第二定律得:G

Mm
R2
=m(
T
)
2
R
,∴地球的质量M=
4π2R3
GT2
,因此,可求出地球的质量,故选项C正确.

D、卫星绕地球做匀速圆周运动,它受到地球的万有引力充当向心力,用它运动周期表示向心力,由万有引力定律结合牛顿第二定律得:G

Mm
(R+H)2
=m(
T
)
2
(R+H)
,∴地球的质量M=
4π2(R+H)3
GT2
,因此,可求出地球的质量,故选项D正确.

故选BCD.

单项选择题
口语交际,情景问答题