3.已知万有引力常量G,那么在下列给出的各种情景中,能根据测量的数据求出月球密度的是( B )
A.在月球表面使一个小球做自由落体运动,测出落下的高度H和时间t
B.发射一颗贴近月球表面绕月球做圆周运动的飞船,测出飞船运行的周期T
C.观察月球绕地球的圆周运动,测出月球的直径D和月球绕地球运行的周期T
D.发射一颗绕月球做圆周运动的卫星,测出卫星离月球表面的高度H和卫星的周期T
解析:根据选项A的条件,可求出月球上的重力加速度g,由g=GMR2可以求出月球质量和月球半径的二次方比,MR2=gG,无法求出密度,选项A不正确;根据选项B的条件,由GMmR2=m2πT2R,可求出月球质量和月球半径的三次方比,MR3=4π2GT2,而月球密度为ρ=M43πR3=3M4πR3=3πGT2,选项B正确;根据选项C的条件,无法求月球的质量,因而求不出月球的密度,选项C不正确;根据选项D的条件,由GMm?R+H?2=m2πT2(R+H),可求出M?R+H?3=4π2GT2,虽然知道H的大小,但仍然无法求出月球质量和月球半径的三次方比,故选项D不正确.
4.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( B )
A.月球的质量
B.地球的质量
C.地球的半径
D.地球的密度
解析:由天体运动的受力特点,得GMmR2=m4π2T2•R,可得地球的质量M=4π2R3GT2.由于不知地球的半径,无法求地球的密度.故选B.