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    天体的质量大都是“天文数字”，是无法进行称量的．但是物理学家依据物理规律，用一支笔、一张纸就可以计算出遥远而巨大的天体质量，你不觉得物理很神奇吗？现在给出以下数据：
    万有引力常量G
    地球的半径R，地球表面的重力加速度g，地球的自转周期T
    第一宇宙速度v
    地球同步卫星，距离地面的高度为H
    绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，到地球表面的高度为h1，运行周期为T1
    月球到地面的距离h2，月球的公转周期T2
    地心到太阳中心的距离r，地球的公转周期T
    请你在以上所给的已知数据中，任意选择合适的数据，建立恰当的物理模型，用你手中的笔和纸，计算出地球的质量，写出地球质量的表达式．
    要求至少写出两种方法．
    【答案】分析：这是一个开放性试题，根据题中所给条件，有多种方法可以计算出地球质量．一类方法是利用地球表面重力等于万有引力；第二类方法是卫星的万有引力提供向心力．
    解答：解：方法一：利用地球半径R和地球表面的重力加速度g计算．设地球质量为M，不考虑地球自转时，地面上物体所受重力就是万有引力：，则：；
    方法二：利用第一宇宙速度v和地球的半径R计算．人造地球卫星环绕地球表面运行时，轨道半径是R，向心力是万有引力：=m，则：；
    方法三：利用绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星计算．卫星到地球表面的高度为h1，运行周期为T1；人造地球卫星绕地球运行时，向心力是万有引力：=m，则：；
    方法四：利用地球同步卫星．同步卫星距离地面的高度为H，运行周期与地球的自转周期T相同，同步卫星绕地球做圆周运动向心力是万有引力：=m，则：；
    方法五：利用月球计算．月球到地面的距离h2，月球的公转周期T2；月球绕地球做圆周运动向心力是万有引力：=m，则：；
    答：方法如上．
    点评：本题关键明确卫星的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可；也可以利用重力加速度的表达式进行测量．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    资料：理论分析表明，逃逸速度是环绕速度的
    		2
    倍，即v′=
    2GM
    R
    ，由此可知，天体的质量M越大，半径R越小，逃逸速度也就越大，也就是说，其表面的物体就越不容易脱离它的束缚，有些恒星，在它一生的最后阶段，强大的引力把其中的物质紧紧的压在一起，密度极大，每立方米的质量可达数千吨，它们的质量非常大，半径又非常小，其逃逸速度非常大．于是，我们自然要想，会不会有这样的天体，它的质量更大，半径更小，逃逸速度更大，以3.00×108m/s的速度传播的光都不能逃逸？如果宇宙中真的存在这样的天体，即使它确实在发光，光也不能进入太空，我们根本看不到它，这种天体称为黑洞．1970年，科学家发现了第一个很可能是黑洞的目标．已知，G=6.67×10-11N?m/kg 2，C=3.00×108m/s，求：
    （1）逃逸速度大于真空中光速的天体叫黑洞，设某黑洞的质量等于太阳的质量M=1.98×1030kg，求它的可能最大半径（此小题结果用科学计数法表示，小数点后保留2位，不得使用计算器）
    （2）在目前天文观测范围内，物质的平均密度为ρ，如果认为我们宇宙是这样一个均匀大球体，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度C，因此任何物体都不能脱离宇宙，问宇宙的半径至少多大？（球的体积计算方程V=
    4
    3
    πR3    ，此小题结果用题中所给字母表示）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    天文观测到某行星有一颗以半径R、周期T环绕该行星做圆周运动的卫星，已知卫星质量为m．求：
    （1）该行星的质量M是多大？
    （2）如果该行星的半径是卫星运动轨道半径的1/10，那么行星表面处的重力加速度是多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?通州区模拟）天体的质量大都是“天文数字”，是无法进行称量的．但是物理学家依据物理规律，用一支笔、一张纸就可以计算出遥远而巨大的天体质量，你不觉得物理很神奇吗？现在给出以下数据：
    万有引力常量G
    地球的半径R，地球表面的重力加速度g，地球的自转周期T0
    第一宇宙速度v
    地球同步卫星，距离地面的高度为H
    绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，到地球表面的高度为h1，运行周期为T1
    月球到地面的距离h2，月球的公转周期T2
    地心到太阳中心的距离r，地球的公转周期T
    请你在以上所给的已知数据中，任意选择合适的数据，建立恰当的物理模型，用你手中的笔和纸，计算出地球的质量，写出地球质量的表达式．
    要求至少写出两种方法．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    资料：理论分析表明，逃逸速度是环绕速度的倍．即，由此可知，天体的质量M越大，半径R越小，逃逸速度也就越大，也就是说，其表面的物体就越不容易脱离它的束缚．有些恒星，在它一生的最后阶段，强大的引力把其中的物质紧紧的压在一起，密度极大，每立方米的质量可达数吨．它们的质量非常大，半径又非常小，其逃逸速度非常大．于是，我们自然要想，会不会有这样的天体，它的质量更大，半径更小，逃逸速度更大，以m/s的速度传播的光都不能逃逸？如果宇宙中真的存在这样的天体，即使它确实在发光，光也不能进入太空，我们根本看不到它．这种天体称为黑洞(black hole)。1970年，科学家发现了第一个很可能是黑洞的目标．已知m/s，求：

    （1）逃逸速度大于真空中光速的天体叫黑洞（black hole)，设某黑洞的质量等于太阳的质量kg，求它的可能最大半径（这个半径叫做Schwarzchild半径）．

    （2）在目前天文观测范围内，物质的平均密度为，如果认为我们的宇宙是这样一个均匀大球体，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c，因此任何物体都不能脱离宇宙，问宇宙的半径至少多大？（球的体积计算方程）

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