某研究性學(xué)習(xí)小組首先根據(jù)小孔成像原理估測(cè)太陽(yáng)半徑，再利用萬(wàn)有引力定律估算太陽(yáng)的密度.準(zhǔn)備的器材有:①不透光圓筒，一端封上不透光的厚紙，其中心扎一小孔，另一端封上透光的薄紙；②毫米刻度尺.已知地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期為T，萬(wàn)有引力常量為G。要求:（1）簡(jiǎn)述根據(jù)小孔成像原理估測(cè)太陽(yáng)半徑R的過(guò)程。（2）利用萬(wàn)有引力定律推算太陽(yáng)密度。

⑴ ⑵

解析試題分析：⑴ 其過(guò)程如圖所示，

用不透光圓筒，把有小孔的一端對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，調(diào)節(jié)圓筒到太陽(yáng)的距離，在薄紙的另一端可以看到太陽(yáng)的像.用毫米刻度尺測(cè)得太陽(yáng)像的直徑d，圓筒長(zhǎng)為L(zhǎng).成像光路圖（2分）
設(shè)太陽(yáng)的半徑為R，太陽(yáng)到地球的距離為r.由成像光路圖可知:△ABO∽△CDO，則:
，即.         （2分）
（2）地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，設(shè)太陽(yáng)質(zhì)量為M，地球質(zhì)量為m，則:       （2分）
由密度公式及球體體積公式       （2分）
聯(lián)立以上各式可得:          （1分）
考點(diǎn)：本題考查數(shù)學(xué)知識(shí)在物理中的應(yīng)用、萬(wàn)有引力定律。

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：單選題

經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè)人們?cè)谟钪嬷幸呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)”．“雙星系統(tǒng)”是由兩顆相距較近的恒星組成，每個(gè)恒星的線度遠(yuǎn)小于兩個(gè)星體之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體．如右圖所示，兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬(wàn)有引力的作用下，繞連線上的O點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)測(cè)得兩顆星之間的距離為L(zhǎng)，質(zhì)量之比為m1∶m2＝3∶2.則可知(　　)

A．m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為3∶2
B．m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為3∶2
C．m1做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為
D．m2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

我國(guó)啟動(dòng)“嫦娥工程”以來(lái)，分別于2007年10月24日和2010年10月1日將“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”成功發(fā)射，“嫦娥三號(hào)”亦有望在2013年落月探測(cè)90天，并已給落月點(diǎn)起了一個(gè)富有詩(shī)意的名字——“廣寒宮”．
（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，月球繞地球的運(yùn)動(dòng)近似看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；
（2）若宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球表面某處以速度v0豎直向上拋出一個(gè)小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t小球落回拋出點(diǎn)．已知月球半徑為r月，引力常量為G，試求月球的質(zhì)量M月．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（7分）“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器于2013年12月2日凌晨在西昌發(fā)射中心發(fā)射成功。“嫦娥三號(hào)”經(jīng)過(guò)幾次成功變軌以后，探測(cè)器狀態(tài)極其良好，成功進(jìn)入繞月軌道。12月14日21時(shí)11分，“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器在月球表面預(yù)選著陸區(qū)域成功著陸，標(biāo)志我國(guó)已成為世界上第三個(gè)實(shí)現(xiàn)地外天體軟著陸的國(guó)家。 設(shè)“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器環(huán)繞月球的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng),它距月球表面的高度為h,已知月球表面的重力加速度為g、月球半徑為R,引力常量為G,則
（1）探測(cè)器繞月球運(yùn)動(dòng)的向心加速度為多大；
（2）探測(cè)器繞月球運(yùn)動(dòng)的周期為多大。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

已知地球到太陽(yáng)的距離約為1.5×1011m，萬(wàn)有引力常量為G=6.67×10-11N、m2/kg2。試由常識(shí)通過(guò)計(jì)算求：
（1）太陽(yáng)的質(zhì)量M（保留一位有效數(shù)字）;
（2）已知火星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為1.9地球年，求地球與火星相鄰兩次距離最近時(shí)的時(shí)間間隔t。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

天文工作者觀測(cè)到某行星的半徑為R1，自轉(zhuǎn)周期為T1，它有一顆衛(wèi)星，軌道半徑為R2，繞行星公轉(zhuǎn)周期為T2。若萬(wàn)有引力常量為G，求：
（1）該行星的平均密度；
（2）要在此行星的赤道上發(fā)射一顆質(zhì)量為m的近地人造衛(wèi)星，使其軌道平面與行星的赤道平面重合，且設(shè)行星上無(wú)氣體阻力，則對(duì)衛(wèi)星至少應(yīng)做多少功？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（6分）人類一直夢(mèng)想登上月球，將月球作為人類的第二個(gè)家園．現(xiàn)根據(jù)觀測(cè)已知月球的質(zhì)量為，半徑為，萬(wàn)有引力常量為．請(qǐng)你結(jié)合以上數(shù)據(jù)求：
①月球表面的重力加速度；  ②月球的第一宇宙速度；

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

伽利略”木星探測(cè)器，從1989年10月進(jìn)入太空起，歷經(jīng)6年，行程37億千米，終于到達(dá)木星周圍。此后在t秒內(nèi)繞木星運(yùn)行N圈后，對(duì)木星及其衛(wèi)星進(jìn)行考察，最后墜入木星大氣層燒毀。設(shè)這N圈都是繞木星在同一個(gè)圓周上運(yùn)行，其運(yùn)行速率為V，探測(cè)器上的照相機(jī)正對(duì)木星拍攝到整個(gè)木星時(shí)的視角為θ（如圖所示），設(shè)木星為一球體。求：  
（1）木星探測(cè)器在上述圓形軌道上運(yùn)行時(shí)的軌道半徑；
（2）若人類能在木星表面著陸，至少以多大的速度將物體從其表面水平拋出，才不至于使物體再落回木星表面。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（8分）已知地球半徑為R，引力常量為G，地球同步通信衛(wèi)星周期為T，它離地面的高度約為地球半徑的6倍。
（1）求地球的質(zhì)量；
（2）若地球的質(zhì)量是某行星質(zhì)量的16倍，地球的半徑是該行星半徑的2倍。該行星的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的2.5倍，求該行星的自轉(zhuǎn)周期。

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