Question

某研究性學習小組首先根據小孔成像原理估測太陽半徑，再利用萬有引力定律估算太陽的密度.準備的器材有: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.已知地球繞太陽公轉的周期為T，萬有引力常量為G。要求:（1）簡述根據小孔成像原理估測太陽半徑R的過程。（2）利用萬有引力定律推算太陽密度。

 

Answer 1

【答案】

⑴  ⑵

【解析】

試題分析：⑴ 其過程如圖所示，

用不透光圓筒，把有小孔的一端對準太陽，調節圓筒到太陽的距離，在薄紙的另一端可以看到太陽的像.用毫米刻度尺測得太陽像的直徑d，圓筒長為L. 成像光路圖（2分）

設太陽的半徑為R，太陽到地球的距離為r.由成像光路圖可知:△ABO∽△CDO，則:

，即.          （2分）

（2）地球繞太陽做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，設太陽質量為M，地球質量為m，則:        （2分）

由密度公式及球體體積公式        （2分）

聯立以上各式可得:           （1分）

考點：本題考查數學知識在物理中的應用、萬有引力定律。