中國(guó)首個(gè)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”預(yù)計(jì)在2017年送機(jī)器人上月球，實(shí)地采樣送回地球，為載人登月及月球基地選址做準(zhǔn)備．設(shè)想你跟隨“嫦娥”號(hào)登月飛船繞月球飛行，在飛船繞行靠近月球表面的圓形軌道時(shí)，你用秒表記下飛船繞行一周所用的時(shí)間為T，登陸月球后你用彈簧秤測(cè)出質(zhì)量為 的物體的重力為，已知引力常量為，只利用上述這些物理量，試推導(dǎo)出月球半徑和質(zhì)量的表達(dá)式．
分析：根據(jù)萬(wàn)有引力等于重力G
Mm
R2
=mg和萬(wàn)有引力提供向心力G
Mm
R2
=mR(
2π
T
)2以及g=
F
m
求出月球的半徑和月球的質(zhì)量．
解答：解：設(shè)月球的半徑為R，月球的質(zhì)量為M
g=
F
m
      ①
G
Mm
R2
=mg=mR(
2π
T
)2   ②
由①②兩式得，R=
FT2
4π2m

M=
gR2
G
=
F3T4
16π4Gm3
．
故月球的質(zhì)量為
F3T4
16π4Gm3
，月球的半徑為
FT2
4π2m
．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握萬(wàn)有引力等于重力G
Mm
R2
=mg和萬(wàn)有引力提供向心力G
Mm
R2
=mR(
2π
T
)2．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

中國(guó)探月工程二期的技術(shù)先導(dǎo)星“嫦娥二號(hào)”，2010年10月1日18時(shí)59分57秒在在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心由“長(zhǎng)征三號(hào)丙”運(yùn)載火箭發(fā)射升空．北京時(shí)間6日11時(shí)6分，在北京航天飛行控制中心的精確控制下，嫦娥二號(hào)衛(wèi)星成功實(shí)施第一次近月制動(dòng)，32分鐘后，衛(wèi)星順利進(jìn)入周期約12小時(shí)的橢圓環(huán)月軌道．“這極大地提高了同學(xué)們的愛國(guó)熱情及對(duì)月球的關(guān)注程度．以下是某同學(xué)就有關(guān)月球的知識(shí)設(shè)計(jì)的兩個(gè)問題，請(qǐng)你解答：
（1）若已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T，且把月球繞地球的運(yùn)動(dòng)近似看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)．試求出月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑．
（2）中國(guó)首個(gè)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”將分三個(gè)階段實(shí)施，大約用十年左右時(shí)間完成，而作為探月工程的第二步，目前落月工程的研發(fā)建設(shè)工作也已啟動(dòng)，計(jì)劃在2013年前完成．若我國(guó)某位宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球某水平表面上方h高處以速度v0水平拋出一個(gè)小球，小球落回到月球表面的水平距離為s．已知月球半徑為R月，萬(wàn)有引力常量為G．試求出月球的質(zhì)量M月．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

中國(guó)首個(gè)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”預(yù)計(jì)在2017年送機(jī)器人上月球，實(shí)地采樣送回地球，為載人登月及月球基地選址做準(zhǔn)備．設(shè)想我國(guó)宇航員隨“嫦娥”號(hào)登月飛船繞月球飛行，飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)儀器：A．計(jì)時(shí)表一只；B．彈簧秤一把；C．已知質(zhì)量為m的物體一個(gè)；D．天平一只（附砝碼一盒）．在飛船貼近月球表面時(shí)可近似看成繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇航員測(cè)量出飛船在靠近月球表面的圓形軌道繞行N圈所用的時(shí)間為t．飛船的登月艙在月球上著陸后，遙控機(jī)器人利用所攜帶的儀器又進(jìn)行了第二次測(cè)量，利用上述兩次測(cè)量所得的物理量可出推導(dǎo)出月球的半徑和質(zhì)量．（已知萬(wàn)有引力常量為G）
（1）機(jī)器人進(jìn)行第二次測(cè)量的內(nèi)容是什么？
（2）試推導(dǎo)用上述測(cè)量的物理量表示的月球半徑和質(zhì)量的表達(dá)式．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

中國(guó)首個(gè)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”將分三個(gè)階段實(shí)施：首先在2007年發(fā)射環(huán)繞月球的衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”，深入了解月球；到2012年發(fā)射月球探測(cè)器，在月球上進(jìn)行實(shí)地探測(cè)；到2017年送機(jī)器人上月球，建立觀測(cè)站，實(shí)地實(shí)驗(yàn)采樣并返回地球，為載人登月及月球基地選址做準(zhǔn)備．設(shè)想我國(guó)宇航員隨“嫦娥”號(hào)登月飛船登陸月球，在飛船貼近月球表面時(shí)可近似看成繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)儀器：A．計(jì)時(shí)表一只，B．彈簧秤一把，C．已知質(zhì)量為m的物體一個(gè)，D．天平一只（附砝碼一盒）．宇航員測(cè)量出飛船在靠近月球表面的圓形軌道繞行N圈所用的時(shí)間為t．飛船在月球上著陸后，宇航員利用所帶的儀器又進(jìn)行了第二次測(cè)量，并利用測(cè)量結(jié)果計(jì)算出了月球的半徑和質(zhì)量．若已知萬(wàn)有引力常量為G，則：
（1）說明宇航員是如何進(jìn)行第二次測(cè)量的？
（2）利用宇航員測(cè)量的量（用符號(hào)表示）來(lái)求月球的半徑和質(zhì)量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

中國(guó)首個(gè)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”預(yù)計(jì)在2017年送機(jī)器人上月球，實(shí)地采樣送回地球，為載人登月及月球基地選址做準(zhǔn)備．設(shè)想我國(guó)宇航員隨“嫦娥”號(hào)登月飛船繞月球飛行，飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)儀器：A．計(jì)時(shí)表一只，B．彈簧秤一把，C．已知質(zhì)量為m的物體一個(gè)，D．天平一只（附砝碼一盒）．在飛船貼近月球表面時(shí)可近似看成繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇航員測(cè)量出飛船在靠近月球表面的圓形軌道繞行N圈所用的時(shí)間為t．飛船的登月艙在月球上著陸后，遙控機(jī)器人利用所攜帶的儀器又進(jìn)行了第二次測(cè)量，科學(xué)家利用上述兩次測(cè)量數(shù)據(jù)便可計(jì)算出月球的半徑和質(zhì)量．若已知萬(wàn)有引力常量為G，則：
（1）簡(jiǎn)述機(jī)器人是如何通過第二次測(cè)量物體在月球所受的重力F
（2）試?yán)脺y(cè)量數(shù)據(jù)（用符號(hào)表示）求月球的半徑和質(zhì)量．

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