(多选)已知引力常量G和以下各组数据,能够计算出地球质量的是( )
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答案解析
分析:
地球、月球、人造卫星等做匀速圆周运动,它们受到的万有引力充当向心力,用它们的运动周期表示向心力,由万有引力定律结合牛顿第二定律列式求中心天体的质量,然后由选项条件判断正确的答案.
解答:
解: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:$\frac {GMm}{r}$=$\frac {4π_mr}{T}$,
∴太阳的质量M=$\frac {4π_r}{GT}$,
因此,不能求出地球的质量,故选项A错误.
B、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:$\frac {GM′m}{r}$=$\frac {m4π_r}{T}$,
∴地球的质量M′=$\frac {4π_r}{GT}$,因此,可求出地球的质量,故选项B正确.
C、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:$\frac {GM′m}{r}$=$\frac {m4π_r}{T}$,
又因T=$\frac {2πr}{v}$∴地球的质量M′=$\frac {Tv}{2πG}$,因此,可求出地球的质量,故选项C正确.
D、地球表面的物体受到的地球的重力等于万有引力,即mg=$\frac {GM′m}{R}$,因此,可求出地球的质量M′=$\frac {gR}{G}$,故选项D正确.
故选:BCD.
点评:
解答万有引力定律在天体运动中的应用时要明确天体做匀速圆周运动,其受到的万有引力提供向心力,会用线速度、角速度、周期表示向心力,同时注意公式间的化简.