6.3万有引力定律的应用（1）理论成就 课时作业 -2021-2022学年高一下学期物理沪科版（2020）必修第二册

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10B 物理 第六章 万有引力定律 作业 16
第三节 万有引力定律的应用（1）理论成就
班级________姓名________学号________日期________
一、单项选择题（只有一个选项正确）
1. 通过观测冥王星的卫星，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）卫星的速度和质量 （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
2. 某星球是一半径 R = 1800km、质量分布均匀的球体。距其表面 600km 高处的重力加速
度为 1.08m/s2。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，引力常量 G = 6.67 ×
10﹣11N·m2/kg2，则该星球的密度约为（ ）
（A）3 × 103kg/m3（B）3 × 106kg/m3（C）1.5 × 103kg/m3（D）1.5 × 106kg/m3
二、多项选择题（多个选项正确）
3. 近地卫星绕地球的运动可视为匀速圆周运动，若其轨道半径近似等于地球半径 R，运
行周期为 T，地球质量为 M，引力常量为 G，则（ ）
（A）地球表面的重力加速度远大于近地卫星的向心加速度
（B）近地卫星绕地球运动的向心加速度大小近似为
（C）地球的平均密度近似为
（D）近地卫星绕地球运动的线速度大小近似为
4. 中国新闻网宣布：在摩洛哥坠落的陨石被证实来自火星。
某同学想根据平时收集的部分火星资料（如图所示）计算
出火星的密度，再与这颗陨石的密度进行比较。下列计算
火星密度的公式，正确的是（引力常量 G已知，忽略火
星自转的影响）（ ）
（A）ρ＝ （B）ρ＝ （C）ρ＝ （D）ρ＝
三、填空题
5. 计算天体的质量
（1）思路：质量为 m的行星绕太阳做匀速圆周运动时，______充当向心力；
（2）关系式： ；
（3）结论： ，只要知道引力常量 G，行星绕太阳运动的周期 T和轨道半
径r就可以计算出太阳的质量；
（4）推广：若已知引力常量 G，卫星绕行星运动的周期和卫星与行星之间的距离，可
计算出行星的质量。
6. “称量”地球的质量
（1）思路：地球表面的物体，若不考虑地球自转的影响，物体的重力等于______；
（2）关系式： ；
（3）结果： ，只要知道 g、R、G的值，就可计算出地球的质量；
（4）推广：若知道某星球表面的______和星球______，可计算出该星球的质量。
四、计算题（写出必要的文字，图式和运算过程）
7. 已知万有引力常量为 G，在月球表面高为 h的位置自由释放一小球经 t后落地，月球的
平均密度为 ρ，月球可视为球体，球体积计算公式 V= πr3
。
求：月球质量 M。
8. 若已知火星半径为 R，2021 年2月，我国发射的火星探测器“天问一号”在距火星表
面高为 R的圆轨道上飞行，周期为 T，引力常量为 G，不考虑火星的自转，求：
（1）火星表面的重力加速度
（2）火星的密度
（3）火星表面的环绕速度
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