74. 中心天体质量和密度的测量(提高篇)(原卷版)2021年高考物理100考点模拟题
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练
第五部分 万有引力定律和航天
专题5.5 中心天体质量和密度的测量（提高篇）
一．选择题
1.（2020年4月湖北调研）探索星空．永无止境，一艘宇宙飞船带着任务出发了。在远离星球的太空中沿直线飞行时，启动推进器，飞船受到推力F 的作用，在短时间t ?内速度改变了v ?（其它星球对它的引力可忽略）；当飞船飞近一个无名的孤立星球时，关闭发动机后飞船能以速度v 在离星球的较高轨道上绕星球做周期为1T 的匀速圆周运动；到达孤立星球附近时，再次关闭发动机后飞船在星球表面做匀速圆周运动的周期2T ，登陆星球后，宇航员用弹赞测力计称量一个质量为m 的砝码时读数为N 。已知引力常量为G ，忽略该星球自转。则
A ．宇宙飞船的质量为v
t F ?? B ．宇宙飞船的质量为
v t F ??2 C ．孤立星球的质量为G
T v π213 D ．孤立星球的质量为3442316m
G T N π， 2（2020山东临沂期末）深空是在地球大气极限以外很远的空间。若深空中有一行星X ，其自转周期为3h ，同步卫星的轨道半径是其半径的3.5倍，已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的7倍，则行星X 与地球的平均密度之比约为（行星X 与地球均视为球体）（ ）
A. 2
B. 4
C. 8
D. 16
3.（2020高考山东压轴卷）公元2100年，航天员准备登陆木星，为了更准确了解木星的一些信息，到木星之前做一些科学实验，当到达与木星表面相对静止时，航天员对木星表面发射一束激光，经过时间t ，收到激光传回的信号，测得相邻两次看到日出的时间间隔是T ，测得航天员所在航天器的速度为v ，已知引力常量G ，激光的速度为c ，则（ ） A ．木星的质量22v T M G
π=
B ．木星的质量M ＝π2c 3t 3
2GT 2
C ．木星的质量M ＝4π2c 3t 3
GT 2
D ．根据题目所给条件，可以求出木星的密度
4.（2020江苏无锡期末）2019年4月10日，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片如图所示。黑洞是一种密度极大、引力极大的天体，以至于光都无法逃逸
（光速为c ）。若黑洞的质量为M ，半径为R ，引力常量为G ，其逃逸速度公式
为v ′=．如果天文学家观测到一天体以速度v 绕某黑洞做半径为r 的匀速圆
周运动，则下列说法正确的有（ ）
A. M =
B. 该黑洞的最大半径为
C. 该黑洞的最大半径为
D. 该黑洞的最小半径为
5. （2016·海南）通过观察冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是
A.卫星的速度和角速度
B.卫星的质量和轨道半径
C.卫星的质量和角速度
D.卫星的运行周期和轨道半径
6．(2016武汉汉阳一中模拟)据每日邮报2014年4月18日报道，美国国家航空航天局（NASA ）目前宣布
首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler-186f 。假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T;宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h 处自由释放—个小球（引力视为恒力），落地时间为t 1；宇航员在该行星“赤道”距该行星地面附近h 处自由释放—个小球（引力视为恒力），落地时间为t 2。则行星的半径R 的值 （ ）
A ．22
2122
21224)(t t hT t t R π+=
B ．22212221222)(t t hT t t R π+=
C ．22
2122
21222)(t t hT t t R π-= D.22
2122
21224)(t t hT t t R π-=
7．(2016·河北邯郸市高三一调)已知某半径为r 0的质量分布均匀的天体，测得它的一个卫星的圆轨道的半径为r ，卫星运行的周期为T 。假设在该天体表面沿竖直方向以初速度v 0向上抛出一个物体，不计阻力，求它可以到达的最大高度h 是( )
A.v 20T 2（r －r 0）24π2r 3
B.v 20T 2（r －r 0）28π2r 3
C.v 20T 2r 204π2r 3
D.v 20T 2r 208π2r
3
8.(2017·西安市长安区第一中学大学区高三第三次联考)假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A 和B ，半径分别为R A 和R B .两颗行星周围卫星的轨道半径的三次方(r 3)与运行周期的平方(T 2)的关系如图所示；T 0为卫星环绕行星表面运行的周期．则( )
A ．行星A 的质量小于行星
B 的质量
B ．行星A 的密度小于行星B 的密度
C ．行星A 的第一宇宙速度等于行星B 的第一宇宙速度
D ．当两行星的卫星轨道半径相同时，行星A 的卫星向心加速度大于行星B 的卫星向心加速度
9.宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t 小球落回原地。若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t 小球落回原处。已知该星球的半径与地球半径之比为R 星∶R
地＝1∶4，地球表面重力加速度为g ，设该星球表面附近的重力加速度为g ′，空气阻力不计。则( )
A.g ′∶g ＝1∶5
B.g ′∶g ＝5∶2
C.M 星∶M 地＝1∶20
D.M 星∶M 地＝1∶80
10．地球可视为球体，其自转周期为T ，在它的两极处，用弹簧秤测得一物体重为P ；在赤道上，用弹簧秤测得同一物体重为0.9P ，已知万有引力常量为G .则地球的平均密度是( )
A.3πT 2G
B.2.7πT 2G
C.30πT 2G
D.πT 2G
11．（2015·江苏）过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径为120
，该中心恒星与太阳的质量比约为（ ） （A ）．110
（B ）．1 （C ）．5 （D ）．10 12、（2016洛阳联考）采用不同的方法来估算银河系的质量，会得出不同的结果。例如按照目侧估算，在离恨河系中心距离R=3?109R 0的范围内聚集的质量M=1.5?1011M 0，其中R 0是地球轨道半径，M 0是太阳质量。假设银河系的质量聚集在中心，如果观测到离银河系中心距离R 处的一颗恒星的周期为T=3. 75?108年，那么银河系中半径为R 的球体内部未被发现的天体的质量约为( )
A 、4.0?1010 M 0
B 、1.9?1011M 0
C 、4.0?1011 M 0
D 、5.5?1011 M 0
13．目前，我国已经发射了多艘神舟号载人飞船，使我国成为继俄罗斯、美国之后世界上第三个独立掌握宇宙飞船天地往返技术的国家。某载人宇宙飞船绕地球做圆周运动的周期为T ，由于地球遮挡，字航员发现
有16
T 时间会经历“日全食”过程，如图5所示．已知地球的半径为R ，引力常量为G ，地球自转周期为T 0，太阳光可看作平行光，则( )
A ．宇宙飞船离地球表面的高度为2R
B ．一天内飞船经历“日全食”的次数为T T 0
C ．宇航员观察地球的最大张角为60°
D ．地球的平均密度为ρ＝24πGT 2
14. 最近美国宇航局公布了开普勒探测器最新发现的一个奇特的行星系统，命名为“开普勒-11行星系统”，该系统拥有6颗由岩石和气体构成的行星围绕一颗叫做“kepler -11”的类太阳恒星运行。经观测，其中被称为“kepler -11b”的行星与“kepler -11”之间的距离是地日距离的N
1，“kepler -11”的质量是太阳质量的k 倍，则“kepler -11b”的公转周期和地球公转周期的比值是：（ ）
A ．13--k N
B ．k N 3
C ．2123--k N
D ．2
123k N
二．计算题
1.（2016石家庄一模）由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同：若地球表面两极处的重力加速度大小为g 0，在赤道处的重力加速度大小为g ，地球自转的周期为T ，引力常量为G ，地球可视为质量均匀分布的球体。求：
(1)地球半径R ；
(2)地球的平均密度；
(3)若地球自转速度加快，当赤道上的物体恰好能“飘”起来时，求地球自转周期T'。
2．（15分） （2016·四川联考）火星（如图所示）是太阳系中与地球最为类似的行星，人类对火星生命的研究在今年因“火星表面存在流动的液态水”的发现而取得了重要进展。若火星可视为均匀球体，火星表面的重力加速度为g 火星半径为R ，火星自转周期为T ，万有引力常量为G 。求：
(1)火星的平均密度ρ。
(2)火星的同步卫星距火星表面的高度h。
求中心天体的质量与密度
求天体的加速度、质量、密度 一．知识聚焦 1.加速度： 表面上 mg Mm G =2R 得2g R GM = 非表面 ()ma R Mm G =+2h 得)(2R a h GM += 万有引力与航天 ） 基础知识： 一、研究对象：绕中心天体的行星或卫星 r mv r Mm G 22= G r v M 2= (已知线速度与半径) 2 2ωmr r Mm G = G r M 32ω= (已知角线速度与半径) 2 2)2(T mr r Mm G π= G T r M 232)2(π= (已知周期与半径) 总结： 线速度v r ，这三个物理量中，任意组合二个，一定能求出中心天体的质量M 。 或者说：中心天体的质量M 、及三个物理量中，只要知道其中的两个，可求出其它物理量。 二、研究对象：绕中心天体表面运行的行星或卫星 R mv R Mm G 22= G R v M 2= (已知线速度与半径) 2 2ωmR R Mm G = G R M 32ω= (已知角线速度与半径) G πωρ432=（ 已知角速
度） 22)2(T mR R Mm G π= (已知周期与半径) 已知周期 ) 任何因数都无关。 三、研究对象：距离地面h 高处的物体，万有引力等于重力 mg h R Mm G =+2 ) ( G h R g M 2)(+= (已知某高度处的重力加速度与距离) 四、研究对象：地球表面的物体，万有引力等于重力 mg R Mm G =2 G gR M 2= (已知中心天体表面的重力加速度与半径) GR g πρ43=
训练题（真题） 1宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球，经过时间t ，小球落在星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L ，若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点间的距离为3L ，已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R ，引力常量为G ，求该星球的质量M 和密度ρ. [解析]此题的关键就是要根据在星球表面物体的运动情况求出星球表面的重力加速度，再根据星球表面物体的重力等于物体受到的万有引力求出星球的质量和星球的密度． 根据平抛运动的特点得抛出物体竖直方向上的位移为22 1gt y = 设初始平抛小球的初速度为v ，则水平位移为x=vt ．有2222)()21(L vt gt =+ ○1 当以2v 的速度平抛小球时，水平位移为x'= 2vt ．所以有2222)3()2()21 (L vt gt =+ ② 在星球表面上物体的重力近似等于万有引力，有mg=G 2R Mm ③ 联立以上三个方程解得2 2332Gt LR M = 而天体的体积为334R V π= ，由密度公式V M =ρ得天体的密度为R Gt L 2 23πρ=。 2某一物体在地球表面时，由弹簧测力计测得重160N ，把此物体放在航天器中，若航天器以加速度2 g a = （g 为地球表面的重力加速度）垂直地面上升，这时再用同一弹簧测力计测得物体的重力为90N ，忽略地球自转的影响，已知地球半径R ，求此航天器距地面的高度。 解析：物体在地球表面时，重力为=mg 160N ①根据万有引力定律，在地面附近有 2 R GMm mg = ② 图 21
中考物理提高题专题复习质量和密度问题练习题含答案解析
一、初中物理质量和密度问题 1．一个铜块温度从20℃升高到200℃时，下列说法正确的是（ ） A ．质量不发生变化 B ．体积不发生变化 C ．体积变小了 D ．密度不发生变化 【答案】A 【解析】 【详解】 A ．物体的质量与物体的温度、状态、形状、所处的空间位置变化无关，所以铜块的温度升高，它的质量不会发生变化，A 正确； B ．根据热胀冷缩的规律，铜块温度升高，它的体积会变大，B 错误； C ．由上述可知，它的体积会变大，C 错误； D ．根据密度公式m V ρ= ，质量不变，它的体积变大，那么它的密度变小，D 错误。 2．人的密度近似等于水的密度，则一个体格正常的中学生的体积最接近（ ） A ．50mm 3 B ．50cm 3 C ．50dm 3 D ．50m 3 【答案】C 【解析】 【分析】 根据密度公式m V ρ= 得m V ρ=，知道人的密度与水的密度相近，一个中学生的质量约为 50kg ，便可求出学生的体积。 【详解】 一个中学生的质量约为50kg ，又 331.010kg/m ρρ≈=?人水， 根据密度公式m V ρ= 得 33 33 50kg 0.05m 50dm 1.010kg/m m V ρ = = ==?； 故选C 。 3．如图所示，体积之比为1∶2的甲、乙两个实心物块，分别挂在杠杆两端，此时杠杆恰好水平平衡，则甲、乙两个物块的密度之比为（ ）
A ．1∶1 B ．1∶2 C ．4∶3 D ．2∶1 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 由图知道，甲物体挂在左边第3格处，乙物体挂在右边第2格处，由杠杆的平衡条件知道，此时12G l G l =甲乙即 32m g m g ?=?甲乙 所以 2 3 m m 甲乙＝，又因为V 甲/V 乙＝1/2，甲、乙两个物块的密度之比是 241332m V m V ρρ===甲甲甲乙 乙乙 故C 正确。 故选C 。 4．小红用调好的天平测一木块的质量，天平的最小砝码是5克。她记录了木块的质量最38.2g 。整理仪器时，才突然发现木块和砝码的位置放反了，则该木块的实际质量应是（ ） A ．33.2g B ．43.2g C ．31.8g D ．35.8g 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 据题目可知，天平的最小砝码是5克，且木块的记录质量是38.2g ，即1个20g 的砝码，1个10g 的砝码，还有一个5g 的砝码，故此时游码的示数是 8.2g 5g 3.2g -= 若木块和砝码质量放反，物体的质量等于砝码的质量减去游码对应的刻度值，则木块的质量为 35g 3.2g 31.8g m =-= 故选C 。 5．以下是陈老师测定酒精密度的部分实验步骤： ①用天平测出空矿泉水瓶的质量为m ； ②在矿泉水瓶中装满水，用天平测出总质量为m 1； ③将水倒出，在矿泉水瓶中装满酒精，用天平测出总质量m 2；
天体质量和密度计算(高三物理)
课前作业 例一、（2015西城一模第23题节选） 利用万有引力定律可以测量天体的质量。 （1）测地球的质量 英国物理学家卡文迪许，在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”。 已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G。若忽略地球自转的影响，求地球的质量及密度。 例二、天宫一号于2011年9月29日成功发射，它将和随后发射的神州飞船在空间完成交会对接，实现中国载人航天工程的一个新的跨越。天宫一号进入运行轨道后，其运行周期为T，距地面的高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G。若将天宫一号的运行轨道看做圆轨道。 求：（1）地球质量M；（2）地球的平均密度。 例三、近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为T，写出火星的平均密度 的表达式（万有引力常量为G） 方法提升：天体质量和密度的计算（写出具体表达式） 一、利用天体表面的重力加速度g和天体半径R计算天体质量（不考虑自转影响） 二、通过观察卫星（行星）绕行星（恒星）做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r计算行星（恒星）的质
量 当堂检测一、已知万有引力常量G ，地球半径R ，月球和地球之间的距离r ，同步卫星距地面的高度h ，月 球绕地球的运转周期T 1，地球的自转周期T 2，地球表面的重力加速度为g ，第一宇宙速度为v 。某同学根 据以上条件，提出一种估算地球质量M 的方法： 同步卫星绕地心做圆周运动，由得。 （1）请判断上面的结果是否正确，并说明理由。如果不正确，请给出正确的解法和结果。 （2）请根据已知条件再提出至少两种估算地球质量的方法并解得结果。 当堂检测二、宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h 处释放，经时间t 后落到月球 表面，月球半径为R 。据上述信息推断月球的质量的表达式 当堂检测三、我国探月的“嫦娥工程”已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球。假如宇航员在月 球上测得摆长为L 的单摆做小振幅振动的周期为T ，将月球视为密度均匀、半径为r 的球体，则月球的密 度为( ) A ． 23L GrT π B ．23L GrT π C ．2163L GrT π D ．2 316L GrT π 当堂检测四、（06年北京）18. 一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行。认为行星是密度均匀的
初中物理质量和密度解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析
初中物理质量和密度解题技巧及经典题型及练习题(含答案)及解析 一、初中物理质量和密度 1．关于质量和密度，下列说法正确的是（） A．摔碎后的玻璃质量不变，但密度变小 B．同种物质的状态发生变化，质量和密度均不变 C．固体的密度肯定大于液体的密度 D．氧气罐中的氧气用去一半，密度减小一半 【答案】D 【解析】 【详解】 A．摔碎后的玻璃所含的物质多少没有变化，质量不变，它还是玻璃，物质的性质没有变化，密度不变，A错误； B．同种物质的状态发生变化，比如所水变成冰，质量是不变的，但密度发生变化，B错误； C．常温下的液态水银它的密度大于很多固体的密度，C错误； D．氧气罐中的氧气用去一半，即质量变成一半，但氧气罐的体积是不变的，罐中的氧气 会均匀分布，即体积不变，那么根据 m V ρ=可知，密度也变成一半，D正确。 2．题目文件丢失！ 3．题目文件丢失！ 4．题目文件丢失！ 5．题目文件丢失！ 6．题目文件丢失！ 7．题目文件丢失！ 8．题目文件丢失！ 9．题目文件丢失！ 10．题目文件丢失！ 11．下列验证性小实验中，错误的是（） A. 将压瘪的乒乓球放入开水中，发现球恢复原状，说明温度升高使球内气体密度变大 B. 将一滴红墨水滴入清水中，发现水变红了，说明液体分子之间可以发生扩散现象 C. 用等质量的煤油和水研究物质吸热本领时，吸收相同热量后升温快的比热容小 D. 将酒精涂在温度计的玻璃泡上，发现温度计的示数逐渐降低，说明蒸发吸热 【答案】A 【解析】【解答】解：A、乒乓球中气体温度升高，分子的平均动能增大，乒乓球能恢复原状，是气体压强增大的缘故，故A错误； B、红墨水分子不停地做无规则运动，经过扩散运动分布到整杯水中，因此将一滴红墨水滴
突破18 天体质量和密度的估算与天体表面重力加速度问题(原卷版)
突破18天体表面重力加速度问题与天体质量和密度的估算 一、天体表面上的重力加速度问题 重力是由于物体受到地球的万有引力而产生的，严格说重力只是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转做圆周运动的向心力，但由于向心力很小，一般情况下认为重力约等于万有引力，即mg ＝GMm R 2，这样重力加速度就与行星质量、半径联系在一起，高考也多次在此命题。 计算重力加速度的方法 (1)在地球表面附近的重力加速度g (不考虑地球自转)：mg ＝G mM R 2，得g ＝GM R 2(2)在地球上空距离地心r ＝R ＋h 处的重力加速度为g ′，mg ′＝ GmM R ＋h 2 ，得，g ′＝GM R ＋h 2 所以g g ′＝ R ＋h 2 R 2 (3)其他星球上的物体，可参考地球上的情况做相应分析． 【典例1】宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m ，距地面高度为h ，地球质量为M ，半径为R ，引力常量为G ，则飞船所在处的重力加速度大小为( ) A ．0 B.GM R ＋h 2 C. GMm R ＋h 2 D. GM h 2 【典例2】假设有一火星探测器升空后，先在地球表面附近以线速度v 环绕地球飞行，再调整速度进入地火转移轨道，最后以线速度v ′在火星表面附近环绕火星飞行。若认为地球和火星都是质量分布均匀的球体，已知火星与地球的半径之比为1∶2，密度之比为5∶7。设火星与地球表面的重力加速度分别为g ′和g 。下列结论正确的是( ) A ．g ′∶g ＝1∶4 B ．g ′∶g ＝7∶10 C ．v ′∶v ＝ 5 28D ．v ′∶v ＝ 514 【典例3】若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2∶7。已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R 。由此可知，该行星的半径约为( )
2017中考质量和密度提高题(含答案)Word版
质量与密度提高题 一．选择题 1．一个瓶子正好能装满1千克水，它一定能装下1千克的 [ ] A．花生油B．酱油 C．白酒 D．豆油 2．有一架托盘天平，没有游码，最小砝码为100毫克，用这架天平称量一个物体，当在右盘中加上36.20 克砝码时，天平指针向左端偏1小格；如果在右盘中再加上100毫克的砝码时，天平指针则向右端偏1.5小格，那么所称物体的质量为 [ ] A．36.10克 B．36.22克 C．36.24克 D．36.25克 3．要想一次尽可能准确地量出100克密度为0.8×103千克／米3的酒精，下列4种规格的量筒（第一个数 字是测量范围，第二个数字是最小刻度）中比较合适的是 [ ] A．50毫升，5毫升 B．100毫升，2毫升 C．250毫升，5毫升 D．500毫升，10毫升 4．用密度为2.7×103千克／米3的铝制成甲、乙、丙三个大小不同的正方体，要求它们的边长分别为0.1 米、0.2米和0.3米。制成后经质量检验员称得它们的实际质量分别为3千克、21.6千克和54千克。质量 检验员指出：有两个不合格，其中一个掺入了杂质为次品，另一个混入了空气泡的为废品，则下列断正确的 是 [ ] A．甲为废品，乙为合格品，丙为次品B．甲为合格品，乙为废品，丙为次品 C．甲为次品，乙为合格品，丙为废品D．甲为废品，乙为次品，丙为合格品 5．一定质量的水体积为a，全部结成冰后体积变为b；一定质量的冰体积为c，全部化成水后体积变为d， 则 [ ] A．b比a大1／10，d比c小1／9 B．b比a小1／10，d比c大1／10 C．b比a大1／9，d比c／小1／10 D．b比a小1／9，d比c大1／9 6．甲、乙两个物体，甲的密度是乙的密度的2／5，乙的质量是甲的质量的2倍，则甲的体积是乙的体积的 [ ] A．0.2倍 B.0.8倍 C．1.25倍D．5倍 7．一个质量为50千克的人，他整个身体的体积大约是 [ ] A．0.005米3 B．0.01米3 C．0.05米3 D．0.1米3 8．用两种材料制成的体积相同的两种实心小球甲和乙。在天平左盘上放三个甲球，在右盘上放两个乙球， 天平恰好平衡，由此可知道[ ] A．甲球的密度是乙球的1.5倍B．乙球的密度是甲球的1.5倍 C．甲球的质量等于乙球的质量D．甲球的密度等于乙球的密度 9．质量相等的铝球、铁球、铜球和铅球，若它们的外表体积相等，则 [ ]
物理作业：求解天体的质量和密度
11(2016武汉汉阳一中模拟)据每日邮报2014年4月18日报道，美国国家航空航天局（NASA ）目前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler-186f 。假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T;宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h 处自由释放—个小球（引力视为恒力），落地时间为t 1；宇航员在该行星“赤道”距该行星地面附近h 处自由释放—个小球（引力视为恒力），落地时间为t 2。则行星的半径R 的值 （ ） A ． B ． C ． D. 12(2016·河北邯郸市高三一调)已知某半径为r 0的质量分布均匀的天体，测得它的一个卫星的圆轨道的半径为r ，卫星运行的周期为T 。假设在该天体表面沿竖直方向以初速度v 0向上抛出一个物体，不计阻力，求它可以到达的最大高度h 是( ) A.v 20T 2（r －r 0）2 4π2r 3 B.v 20T 2（r －r 0）28π2r 3 C.v 20T 2r 20 4π2r 3 D.v 20T 2r 208π2r 3 13（2016·四川联考）火星（如图所示）是太阳系中与地球最为类似的行星，人类对火星生命的研究在今年因“火星表面存在流动的液态水”的发现而取得了重要进展。若火星可视为均匀球体，火星表面的重力加速度为g 火星半径为R ，火星自转周期为T ，万有引力常量为G 。求： (1)火星的平均密度ρ。 (2)火星的同步卫星距火星表面的高度h 。 22212221224)(t t hT t t R π+=2 22122 212 22)(t t hT t t R π+=22212221222)(t t hT t t R π-=2 2 2122 21224)(t t hT t t R π-=
80个物理易错疑难考点最新模拟题精选训练— 中心天体质量和密度的测量
一．选择题 1（2016湖南十三校联考）为了测量某行星的质量和半径，宇航员记录了登陆舱在该行星表面做圆周运动的周期T ，登陆舱在行星表面着陆后，用弹簧称称量一个质量为m 的砝码读数为N 。已知引力常量为G 。则下列计算中错误的是： A ．该行星的质量为344316m T N π B ．该行星的半径为m NT 2 24π C ．该行星的密度为2 3GT π D ．在该行星的第一宇宙速度为m NT π2 【参考答案】B 【命题立意】本题旨在考查万有引力作用与卫星的圆周运动 【举一反三】在这颗行星表面以v 上抛一物体，经多长时间落地？ 2．(2016·河北邯郸市高三一调)已知某半径为r 0的质量分布均匀的天体，测得它的一个卫星的圆轨道的半径为r ，卫星运行的周期为T 。假设在该天体表面沿竖直方向以初速度v 0向上抛出一个物体，不计阻力，求它可以到达的最大高度h 是( ) A.v 20T 2（r －r 0）24π2r 3 B.v 20T 2（r －r 0）28π2r 3 C.v 20T 2r 20 4π2r 3 D.v 20T 2r 208π2r 3 【参考答案】D
由万有引力提供向心力得：GMm r2 ＝ m·4π2r T2 ， GMm r20 ＝mg′，所以g′＝ 4π2r3 T2r20 ，在该天体表面沿 竖直方向以初速度v0向上抛出一个物体，不计阻力，物体上升的过程中的机械能守恒，mg′h ＝1 2 mv20，它可以到达的最大高度h＝ v20T2r20 8π2r3 ，D正确。 3．(2016·河北百校联考)嫦娥五号探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成。探测器预计在2017年由长征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球，带回约2 kg月球样品。某同学从网上得到一些信息，如表格中的数据所示，请根据题意，判断地球和月球的密度之比为( ) 月球半径R0 月球表面处的重力加速度g0 地球和月球的半径之比R R0 ＝4 地球表面和月球表面的重力加速度之比g g0 ＝6 A.2 3 B. 3 2 C．4 D．6 【参考答案】B 【名师解析】 4．(2016·河南郑州高三月考)中国首台探月车“玉兔号”的成功探月，激发起无数中国人对 月球的热爱。根据报道：月球表面的重力加速度为地球表面的1 6 ，月球半径为地球的 1 4 ，则根 据以上数据分析可得( ) A．绕月球表面飞行的卫星与绕地球表面飞行的卫星的周期之比为3∶2 B．绕月球表面飞行的卫星与绕地球表面飞行的卫星的向心加速度之比为1∶6 C．月球与地球的质量之比为1∶96 D．月球与地球的密度之比为2∶3 【参考答案】BCD
质量与密度超经典练习题
质量与密度练习题 1．若游码没有放在零刻度线处，就将天平的横梁调节平衡，用这样的天平称物体的质量， 由于疏忽，当游码还位于0.1克位置时就调节平衡螺母，使指针对准标尺中间的红线，然后把待测物体放在天平的左盘，砝码放在天平的右盘，当天平右盘中放入20g砝码2个、5g 如果所用砝码磨损，则测量值与真实值相比_________； 调节平衡时指针偏左，则测量值与真实值相比_________；如果调节天平没有将游码放到左端“0”点，则测量值与真实值相比_________（选填“偏大”、“偏小”、“不变”）．5．某次实验时，需要测一个形状不规则的铜块，小明用经过调节平衡后的托盘天平称出铜块的质量为105g；小华紧接着没有将小明使用过的托盘天平调节平衡就进行了实验，实验前，小华还发现了此天平的指针偏在标尺中央的右侧，则小华测得这个铜块的质量数值 _________（选填“大于、“小于”或“等于”）105g． 6．**某人在调节天平时，忘了将游码归“0”，这样测量结果会偏_________；若调节天平时，游码指在0.2g的位置，测量质量时，天平平衡，砝码质量为60g，游码指在0.1g的位置，则物体的实际质量为_________ 7．小明想测家中做大米饭用的大米粒的密度．这个学生用天平测出一部分大米粒的质量为55g，再用一个装矿泉水的饮料瓶装满水后盖上盖，测出其质量为335g．然后把大米粒全部装入这个瓶中，水流出一部分后又把瓶盖上瓶盖，把瓶擦干后测得总质量为340.5g．小明家中大米粒的密度是多少？（计算结果保留三位有效数字） 8．对于天平上的平衡螺母和游码这两个可调的部件来说，在称量前调节横梁平衡过程中，不能调节_________ ，在称量过程中调节平衡时，不能调节_________ ． 9．若在调节天平时游码没有放在零刻线处，用这架天平称量物体时，称量结果将比物体质量的真实值_________ ．若调节平衡的天平使用已磨损的砝码称量时，测量结果将比物体质量的真实值_________ ．（填“偏大”或“偏小”） 10.有三个质量和体积均相同的小球, 一个为铜球,一个为铁球,一个为铝球,则 _________一定为空心球.______可能为空心球. 11.一个铜球在酒精灯上烧了一会,铜球的质量和密度将( ) A 不变、变大 B、不变、变小 C 不变、不变 D 变小、不变 已知硫酸密度1.8×103千克/米3，纯水密度1.0×103千克/米3，煤油密度0.8×103千克/米12..汽油密度0.71×103千克/米3，一个瓶子最多能盛1千克纯水，它能盛下哪种物质？------------------------------------------------------------------------------------------（） A、1千克硫酸 B、1千克煤油 C、1千克汽油 D、2千克硫酸 13．质量相等，总体积相等的空心铁球、铝球、铜球，则空心部分最大的是------（） A、铜球 B、铁球 C、铝球 D、无法确定 14.完全相同的两只烧杯中，分别盛有水和酒精（ρ酒精=0.8×103千克/米3）放在已调好的天平的两盘上，天平恰好平衡，已知酒精的体积是10毫升，则水的体积是（）
2018高中物理 第六章 万有引力与航天 3 破解天体质量和密度的相关计算学案 新人教版必修2
破解天体质量和密度的相关计算 知识点 考纲要求 题型 分值 万有引力的理论成就 会利用万有引力定律求解天体的质量、密度等参数 选择题 6分 一、计算天体的质量基本思路 1. 地球质量的计算 利用地球表面的物体，若不考虑地球自转，质量为m 的物体的重力等于地球对物体的万 有引力，即mg ＝2 GMm R ，则M ＝2gR G ，由于g 、R 已经测出，因此可计算出地球的质量。 2. 太阳质量的计算 利用某一行星：由于行星绕太阳的运动，可看作匀速圆周运动，行星与太阳间的万有引 力充当向心力，即G 2 Mm r ＝mω2 r ，而ω＝2T π，则可以通过测出行星绕太阳运转的周期和轨道半径，得到太阳质量M ＝23 2 4r GT π。 3. 其他行星质量的计算 利用绕行星运转的卫星，若测出该卫星绕行星运转的周期和轨道半径，同样可得出行星的质量。 二、计算天体的质量的具体方法（以地球是中心天体，月球是环绕卫星为例） 如果不考虑地球自转的影响，地球上的物体所受重力等于地球对它的万有引力。 由万有引力定律mg ＝ 2 GMm R 得M ＝2 gR G ，其中g 为地球表面的重力加速度，R 为地球半径，G 为万有引力常量。 从而得到地球质量M ＝5.96×1024 kg 。 通过上面的过程，我们可以计算地球的质量，通过其他的方法，或者说已知另外的一些条件能否测出地球质量。 （1）若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T ，半径为r ，根据万有引力等于向心 力，即2·M m G r 月地＝m 月r 2 2T π?? ??? ，可求得地球质量M 地＝2324r GT π。 （2）若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r 和月球运动的线速度v ，由于地球对 月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律，得 2·M m G r 月地＝m 月2v r 解得地球的质量为M 地＝2 rv G （3）若已知月球运行的线速度v 和运行周期T ，由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律，得
(物理)物理质量和密度练习题含答案
（物理）物理质量和密度练习题含答案 一、初中物理质量和密度 1．元旦假期，武汉下了一场大雪，积雪深度超过10cm 。为了估测积雪的密度，小明找到一层厚度均匀的积雪，用力向下踩，形成了一个下凹的脚印，如图所示。将脚印下的雪近似看成冰层，利用冰的密度，只要测量下列哪组物理量，就可以估测出积雪的密度（ ） A ．积雪的厚度和脚印的面积 B ．积雪的厚度和脚印的深度 C ．冰层的厚度和脚印的面积 D ．脚印的深度和脚印的面积 【答案】B 【解析】 【详解】 设积雪的厚度是h 雪，积雪的密度是ρ雪，脚印的面积是S ，冰层的厚度是h 冰，冰的密度是ρ冰，由题意可知，这个冰层的质量是等于对应的雪的质量，即m m =冰雪，可知 Sh Sh ρρ?=?冰冰雪雪 A ．测量积雪的厚度和脚印的面积，并知道冰的密度，即知道h 雪、S 、ρ冰，由上式可知，冰层的厚度不知道，那么无法估测出积雪的密度，A 项不合题意； B ．测量积雪的厚度和脚印的深度，即知道h 雪、h 脚印、ρ冰，可求得冰层的厚度 -h h h =冰雪脚印 由 Sh Sh ρρ?=?冰冰雪雪 可知，可以估测出积雪的密度，选项B 符合题意； C ．测量冰层的厚度和脚印的面积，即知道h 冰、S 、ρ冰，由 Sh Sh ρρ?=?冰冰雪雪 可知，不知道积雪的厚度h 雪，是无法求出积雪的密度，C 项不合题意； D ．测量脚印的深度和脚印的面积，即知道h 脚印、S 、ρ冰，由 Sh Sh ρρ?=?冰冰雪雪 可知，不知道冰层的厚度h 冰和积雪的厚度h 雪，是无法求出积雪的密度，D 项不合题意。 2．题目文件丢失！ 3．题目文件丢失！ 4．题目文件丢失！ 5．题目文件丢失！
专题2.6 中心天体质量密度的计算问题(解析版)
高考物理备考微专题精准突破 专题2.6中心天体质量密度的计算问题【专题诠释】 中心天体质量和密度常用的估算方法 质量的计算使用方法已知量利用公式表达式备注 利用运 行天体 r、T G Mm r2＝mr 4π2 T2 M＝4π2r3 GT2 只能得 到中心 天体的 质量r、v G Mm r2＝m v2 r M＝rv2 G v、T G Mm r2＝m v2 r G Mm r2＝mr 4π2 T2 M＝v3T 2πG 密度的计算利用天体表面 重力加速度 g、R mg＝ GMm R2 M＝gR2 G－ 利用运 行天体 r、T、R G Mm r2＝mr 4π2 T2 M＝ρ·4 3 πR3 ρ＝3πr3 GT2R3 当r＝R时 ρ＝3π GT2 利用近 地卫星 只需测 出其运 行周期利用天体 表面重力 加速度 g、R mg＝GMm R2 M＝ρ·4 3 πR3 ρ＝3g 4πGR— 【高考领航】 【2019·新课标全国Ⅰ卷】在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a–x关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍，则（）
A ．M 与N 的密度相等 B ．Q 的质量是P 的3倍 C ．Q 下落过程中的最大动能是P 的4倍 D ．Q 下落过程中弹簧的最大压缩量是P 的4倍 【答案】AC 【解析】A 、由a –x 图象可知，加速度沿竖直向下方向为正方向，根据牛顿第二定律有：mg kx ma -=，变形式为：k a g x m =- ，该图象的斜率为k m -，纵轴截距为重力加速度g 。根据图象的纵轴截距可知，两星球表面的重力加速度之比为：0033 1 M N a g g a ==；又因为在某星球表面上的物体，所受重力和万有引力相等，即：2Mm G m g R '='，即该星球的质量2 gR M G =。又因为：3 43R M πρ=，联立得34g RG ρπ=。故两星球的密度之比为： 1:1N M M N N M R g g R ρρ=?=，故A 正确；B 、当物体在弹簧上运动过程中，加速度为0的一瞬间，其所受弹力和重力二力平衡，mg kx =，即：kx m g = ；结合a –x 图象可知，当物体P 和物体Q 分别处于平衡位置时，弹簧的压缩量之比为：00122P Q x x x x ==，故物体P 和物体Q 的质量之比为：16 p N P Q Q M x g m m x g =?=，故B 错误；C 、物体P 和物体Q 分别处于各自的平衡位置（a =0）时，它们的动能最大；根据22v ax =，结合a–x 图象面积的物理意义可知：物体P 的最大速度满足2 00001 2332 P v a x a x =? ??=，物体Q 的最大速度满足：2002Q v a x =，则两物体的最大动能之比：2 22212412 Q Q kQ Q Q kP P P P P m v E m v E m v m v ==?=，C 正确；D 、物体P 和物体Q 分别在弹簧上做简谐运动，由平衡位置（a =0）可知，物体P 和Q 振动的振幅A 分别为0x 和02x ，即物体P 所在弹簧最大压缩量为20x ，物体Q 所在弹簧最大压缩量为40x ，则Q 下落过程中，弹簧最大压缩量时P 物体最大压缩量的2倍，D 错误；故本题选AC 。 【2019·浙江选考】20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域。现有一艘远离星球在太空中直
2017中考质量和密度提高题(含答案)
质量与密度提高题一．选择题 1．一个瓶子正好能装满1 千克水，它一定能装下1 千克的[ ] A .花生油B.酱油C .白酒D .豆油 2 ．有一架托盘天平，没有游码，最小砝码为100 毫克，用这架天平称量一个物体，当在右盘中加上 克砝码时，天平指针向左端偏 1 小格；如果在右盘中再加上100 毫克的砝码时，天平指针则向右端偏格，那么所称物体的质量为[ ] A . 36.10 克B. 36.22 克C . 36.24 克D . 36.25 克 3 .要想一次尽可能准确地量出100克密度为0.8 X 103千克/米3的酒精，下列4种规格的量筒（第— 字是测量范围，第二个数字是最小刻度）中比较合适的是[ ] A. 50毫升，5毫升 B. 100毫升，2毫升 C. 250毫升，5毫升 D. 500毫升，10毫升 4. 用密度为2.7X103 千克/米3的铝制成甲、乙、丙三个大小不同的正方体，要求它们的边长分别为米、0.2 米 和0.3 米。制成后经质量检验员称得它们的实际质量分别为3千克、21.6 千克和54千克。检验员指出：有两个不合格，其中一个掺入了杂质为次品，另一个混入了空气泡的为废品，则下列断正确的 是[ ] A .甲为废品，乙为合格品，丙为次品B.甲为合格品，乙为废品，丙为次品 C .甲为次品，乙为合格品，丙为废品 D.甲为废品，乙为次品，丙为合格品 5. —定质量的水体积为a，全部结成冰后体积变为b;—定质量的冰体积为c,全部化成水后体积变为 则[ ] A. b 比a 大1/10, d 比c 小1/9 B. b 比a 小1 /10, d 比c 大1/ 10 C. b 比a 大1/9, d 比c/小1/10 D. b 比a 小1/9, d 比c 大1 /9 6. 甲、乙两个物体，甲的密度是乙的密度的2/5，乙的质量是甲的质量的2倍，则甲的体积是乙的体积的 A. 0.2 倍 B.0.8 倍 C. 1.25 倍 D. 5倍 7. 一个质量为50 千克的人，他整个身体的体积大约是[ ] A. 0.005 米3 B . 0.01 米3 C. 0.05 米3 D. 0.1 米3 8. 用两种材料制成的体积相同的两种实心小球甲和乙。在天平左盘上放三个甲球，在右盘上放两个乙球，天平恰 好平衡，由此可知道[ ] A.甲球的密度是乙球的1.5倍 B.乙球的密度是甲球的 1.5倍 C.甲球的质量等于乙球的质量 D.甲球的密度等于乙球的密度36.20 1.5 小 个数 0.1 壬曰. 质量 d，
计算中心天体的质量和密度
计算天体的质量和密度 知识梳理 注意：计算天体质量需“一个中心、两个基本点”： “一个中心”即只能计算出中心天体的质量;“两个基本点” 即要计算中心天体的质量，除引力常量G 外，还要已知两个独立的物理量。 例题分析 【例1】下列哪一组数据不能估算出地球的质量。引力常量G 已知( ) A.月球绕地球运行的周期与月地之间的距离 B.地球表面的重力加速度与地球的半径 C.绕地球运行卫星的周期与线速度 D.地球表面卫星的周期与地球的密度 【例2】已知引力常量G ．月球中心到地球中心的距离R 和月球绕地球运行的周期T 。仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有（ ） A ．月球的质量 B ．地球的密度 C ．地球的半径 D ．月球绕地球运行速度的大小 【例3】（2006北京）一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行,认为行星是密度均匀的球体,要确定该行星的密度,只需要测量( ) A.飞船的轨道半径 B.飞船的运行速度 C.飞船的运行周期 D.行星的质量 【例4】（2005广东）已知万有引力常量G ，地球半径R ，月球和地球之间的距离r ，同步卫星距地面的高度h ，月球绕地球的运转周期T 1，地球的自转周期T 2，地球表面的重力加速度g 。某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M 的方法： 同步卫星绕地球作圆周运动，由得 ⑴请判断上面的结果是否正确，并说明理由。如不正确，请给出 正确的解法和结果。 ⑵请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果。 同步练习 1.已知下面的哪组数据可以计算出地球的质量？引力常量G 已知（ ） A ．月球绕地球运动的周期和月球的半径 B ．地球同步卫星离地面的高度 C ．地球绕太阳运动的周期和地球到太阳中心的距离 D ．人造卫星在地面附近的运动速度和周期 2.下列哪一组数据能够估算出地球的密度。引力常量G 已知( ) A.月球绕地球运行的周期与月地之间的距离 B.地球表面的重力加速度与月地之间的距离 C.绕地球运行卫星的周期与线速度 D.绕地球表面运行卫星的周期 3.（05天津）土星周围有美丽壮观的“光环”，组成环的颗粒是大小不等．线度从1μm 到10m 的岩石．尘埃，类似于卫星， 它们与土星中心的距离从7.3×104 km 延伸到1.4×105 km 。已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h ，引力常量为6.67×10-11 N ?m 2 /kg 2 ，则土星的质量约为（估算时不考虑环中颗粒间的相互作用）（ ） Ａ．9.0×1016 kg Ｂ．6.4×1017 kg Ｃ．9.0×1025 kg Ｄ．6.4×1026 kg 4.地球公转的轨道半径是R 1，周期是T 1；月球绕地球运转的轨道半径是R 2，周期是T 2。则太阳质量与地球质量之比是（ ） A. 2 2322 131T R T R B. 2 1322 231T R T R C. 2 2222 121T R T R D. 2 1 222 221T R T R 5.（05全国Ⅲ）最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1200 年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100 倍。 假定该
备战中考物理质量和密度问题提高练习题压轴题训练附详细答案
一、初中物理质量和密度问题 1．用密度为2.7×103kg/m3的铝制成甲、乙、丙三个大小不同的正方体．要求它们的边长分别是0.1m、0.2m和0.3m，制成后让质量检查员称出它们的质量，分别是3kg、21.6kg 和54kg，质量检查员指出，有两个不合格，其中一个掺入了杂质为次品，另一个混入了空气泡为废品，则这三个正方体 A．甲为废品，乙为合格品，丙为次品 B．甲为合格品，乙为废品，丙为次品 C．甲为次品，乙为合格品，丙为废品 D．甲为废品，乙为次品，丙为合格品 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 根据题意知道，甲的体积是 V甲 =0.1m×0.1m×0.1m=0.001m3 所以甲的密度是 ρ甲 =m V 甲 甲 = 3 3kg 0.001m =3×103 kg/m3 乙的体积是 V乙 =0.2m×0.2m×0.2m=0.008m3乙的密度 ρ乙 =m V 乙 乙 = 3 21.6kg 0.008m =2.7×103 kg/m3 丙的体积是 V丙 =0.3m×0.3m×0.3m=0.027m3丙的密度 ρ丙 =m V 丙 丙 = 3 54kg 0.027m =2×103 kg/m3 由以上计算知道由于ρ乙 =ρ铝，所以乙是合格品；由于ρ丙＜ρ铝，所以丙是废品；由于ρ甲＞ρ铝，所以甲是次品，故选C。 2．人的密度近似等于水的密度，则一个体格正常的中学生的体积最接近（） A．50mm3B．50cm3C．50dm3D．50m3 【答案】C 【解析】 【分析】
根据密度公式 m V ρ= 得 m V ρ =，知道人的密度与水的密度相近，一个中学生的质量约为50kg，便可求出学生的体积。 【详解】 一个中学生的质量约为50kg，又 33 1.010kg/m ρρ ≈=? 人水 ， 根据密度公式 m V ρ=得 33 33 50kg 0.05m50dm 1.010kg/m m V ρ ==== ? ； 故选C。 3．如图所示，体积之比为1∶2的甲、乙两个实心物块，分别挂在杠杆两端，此时杠杆恰好水平平衡，则甲、乙两个物块的密度之比为（） A．1∶1 B．1∶2 C．4∶3 D．2∶1 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 由图知道，甲物体挂在左边第3格处，乙物体挂在右边第2格处，由杠杆的平衡条件知道，此时12 G l G l = 甲乙 即 32 m g m g ?=? 甲乙 所以 2 3 m m 甲 乙 ＝，又因为V 甲 /V 乙 ＝1/2，甲、乙两个物块的密度之比是 2 4 1 33 2 m V m V ρ ρ === 甲 甲甲 乙 乙 乙 故C正确。 故选C。 4．小明利用天平和量杯测量某种液体的密度,得到的数据如下表,根据数据绘出的图象如图所示。则量杯的质量与液体的密度是
2020年高考物理专题复习：天体质量和密度的估算精讲
考点精讲 一、万有引力定律及其应用 1. 内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m 1和m 2的乘积成正比、与它们之间距离r 的二次方成反比。 2. 表达式：F ＝2 21r m Gm ，G 为引力常量：G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2。 3. 适用条件： （1）公式适用于质点间的相互作用，当两物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可视为质点； （2）质量分布均匀的球体可视为质点，r 是两球心间的距离。 二、天体质量和密度的计算 1. 解决天体（卫星）运动问题的基本思路 （1）天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即 G 2r Mm ＝ma n ＝m r v 2＝mω2 r ＝m 2 24T r π； （2）在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即G 2R Mm ＝mg （g 表示天体表面的重力加速度）。 2. 天体质量和密度的计算 （1）利用天体表面的重力加速度g 和天体半径R 。 由于G 2R Mm ＝mg ，故天体质量M ＝G gR 2， 天体密度ρ＝33 4R M V M π= ＝GR g π43。 （2）通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T 和轨道半径r 。 ①由万有引力等于向心力，即G 2r Mm ＝m 224T πr ，得出中心天体质量M ＝2 324GT r π； ②若已知天体半径R ，则天体的平均密度 ρ＝3 3 4R M V M π=＝323 R GT r 3π； ③若天体的卫星在天体表面附近做环绕天体运动，可认为其轨道半径r 等于天体半径R ，则天体密度ρ＝2 3GT π 。可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T ，就可估算出中心天体的密度。
质量与密度知识点及练习
第六章《质量与密度》知识点汇编 第一节质量 一、质量 1、物体是由物质组成的。 2、物体所含物质的多少叫做质量，用“ m‘表示。 3、质量的基本单位是千克（kg）,常用单位有吨（t）、克（g）、毫克（mg。 1t=103kg 1kg=103g 1g=103mg 4、质量是物体本身的一种属性，不随它的形状、状态、温度以及所处的位置的改变而改变。 二、质量的策测量 1、实验室测质量的常用工具是天平。 2、生产生活中测质量常用杆秤、案秤、磅秤、电子称等。 三、天平的使用 1、基本步骤 （1、放：测量时，应将天平放在水平桌面上； （2、调：先将游码拨回标尺左端的零刻线出（归零），在调节平衡螺母（走向高端），使指针指到分度盘的中央刻度（或左右摆动幅度相等），表示横梁平衡； （3）测：将物体放在左盘砝码放在右盘（左物右砝），用镊子加减砝码并调节游码，使天平重新平衡；（4）读：被测物体的质量=右盘中砝码的总质量+游码在标尺上的指示值。 2、注意事项 （1）被测物体的质量不能超过天平的量程； （2）用镊子加减砝码时要轻拿轻放； （3）保持天平清洁、干燥，不要把潮湿的物体和化学药品直接放在盘上，也不要把砝码弄湿，弄脏,以免锈蚀。 第二节密度 1、定义：某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。 2、公式：p =m/v 3、单位：1g/cm3=103kg/m3 4、含义：以水为例 p水=1.0 x 103kg/m3 其物理意义为：体积为1 m3的水的质量为1.0 x 103kg。 5、应用：（1）求物体的体积（v=m/p、或质量（m=p v）；（2）测出物体密度来鉴别物质。 第三节测量物质的密度 一、量筒的使用 1、看：首先认清量筒米用的单位、量程、分度值； 2、放：应将量筒放在水平桌面上； 3、读：当液面是凹形时，视线应与凹液面的底部保持水平；当液面是凸形时，视线应与凸液面的顶部保持水平。 二、测量液体密度的步骤 1、将适量的液体倒入烧杯中，用天平称出杯与液体的总重量m1; 2、将杯中的部分液体倒入量筒中，读出量筒中液体的体积v; 3、用天平称出烧杯和剩余液体的总质量m2 4、计算液体的密度：p = m/v = m1-m2/v 三、测量固体的密度 1、用天平称出固体的质量m 2、在量筒中倒入适量的水，读出水的体积v1; 3、用细线拴住固体，轻放浸没在水中，读出固体水的总体积v2; 4、计算固体的密度：p = m/v = m/v2-v1 第四节密度与社会生活 一、密度与温度 1、在质量不变的前提下，物质温度升高，体积膨胀，密度减小（个别物质除外，如水4C时密度最大。 2、热气球原理：空气受热，温度升高，体积膨胀，密度减小而上升。 二、密度与鉴别物质 1、原理：密度是物质的基本特性，不同的物质的密度不同； 2、方法：用天平和量筒测出被鉴定物质的密度，与标准密度表比较即可。