Question

我國航天計劃的下一目標(biāo)是登上月球，當(dāng)飛船靠近月球表面的圓形軌道繞行幾圈后登陸月球，飛船上備有以下實驗器材：A計時表一只；B彈簧測力計一個；C已知質(zhì)量為m的物體一個；D天平一只(附砝碼一盒)．已知宇航員在繞行時及著陸后各做了一次測量，依據(jù)測量的數(shù)據(jù)，可求出月球的半徑R及月球的質(zhì)量M(已知引力常量為G)
(1)兩次測量不需要選用的器材為________ (填選項前的字母)．
(2)兩次測量的物理量是____           ____和_____                 ___．
(3)試用所給物理量的符號分別寫出月球半徑R和質(zhì)量M的表達式．
R＝______             __，M＝_____                    ___.

Answer 1

(1)D　(2)飛船繞月球運行的周期T、質(zhì)量為m的物體在月球表面所受重力的大小F　(3)  

試題分析：需要測量出月球表面的重力加速度和月球表面衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期，從而需要選擇相應(yīng)器材．
（1）重力等于萬有引力
萬有引力等于向心力，由以上兩式解得

由牛頓第二定律
F=mg------③
因而需要用計時表測量周期T，用天平測量質(zhì)量，用彈簧秤測量重力；
故選D．
（2）由第一問討論可知，需要用計時表測量周期T，用天平測量質(zhì)量，用彈簧秤測量重力；
故答案為：飛船繞月球表面運行的周期T，質(zhì)量為m的物體在月球上所受的重力F．
（3）由①②③三式可解得

要測量月球的半徑和質(zhì)量，根據(jù)重力等于萬有引力和萬有引力等于向心力，列式求解會發(fā)現(xiàn)
點評：本題關(guān)鍵先要弄清實驗原理，再根據(jù)實驗原理選擇器材，計算結(jié)果．