即有mg=G,所以地球质量为M=。
2.计算太阳的质量
(1)基本思路:行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力是它们间的万有引力提供的。测量出环绕周期T和环绕半径r。
(2)公式:G=mr,由此可得太阳质量mS=。
1.自主思考--判一判
(1)利用万有引力理论,可以预言哈雷彗星再次出现的时间。(√)
(2)天王星、海王星、冥王星都是先理论预言其存在,后观测发现的行星。(×)
(3)天王星是人们经过长期的太空观测而发现的。(√)
(4)牛顿发现了万有引力定律,同时测出了地球的质量。(×)
(5)只要测量出行星的公转周期及它和太阳间距离,就能计算出太阳的质量。(√)
2.合作探究--议一议
(1)如果知道自己的重力,你能求出地球的质量吗?如果能,还需要知道哪些物理量?
提示:能。若用G′表示重力,设自身质量为m,则重力加速度g==,故M=,所以还需知道地球半径R、引力常量G就可算出地球质量M。
(2)若已知月球绕地球转动的周期T和半径r,由此可以求出地球的质量吗?能否求出月球的质量呢?
图331
提示:能求出地球的质量。利用G=m2r求出的质量M=为中心天体的质量。做圆周运动的月球的质量m在等式中已消掉,所以根据月球的周期T、公转半径r,无法计算月球的质量。