Ⅰ 只能通過萬有引力定律計算天體的質量嗎
還可以通過光譜，或用望遠鏡觀察恆星運行時對周圍天體產生的攝動。
Ⅱ 天體質量是如何計算得出的
一、 用萬有引力定律和牛頓運動定律估算天體質量
在天體運動中，近似認為天體的運動是勻速圓周運動，在其運動過程中起決定因素的是萬有引力，即萬有引力提供天體做勻速圓周運動所需的向心力，有G(mM/r2)=m × (2π/T)2×r 其中周期可通過天文觀測方式獲得，從而可得天體質量為：M = [(2π/T)2×r3] / G
例：（2001年理綜）太陽現正處於主序星演化階段，它主要是由電子和 11H、24He等原子核組成。維持太陽輻射的是它內部的核聚變反應，核反應方程是2e+411H---24He+ 釋放的核能，這些核能最後轉化為輻射能。根據目前關於恆星演化的理論，若由於聚變反應而使太陽中的11H核的數目從現有數減少10％，太陽將離開主序星階段而轉入紅巨星的演化階段。為了簡化，假定目前太陽全部由電子和11H核組成。
（1） 為了研究太陽演化過程，需要知道目前太陽的質量M。已知地球半徑為R=6.4×106m ，地球質量為m=6.0×1024 kg，日地中心的距離為 r=1.5×1011m，地球表面處的重力加速度為g=10m/s2 ，一年約為3.2×107 s。試估算日前太陽的質量M。（估算結果只要求一位有效數字，另第二、三問略）
分析：設T為地球繞日心運動的周期，則由萬有引力定律和牛頓運動定律可知：
G(mM/r2) = m × (2π/T)2×r-----------①
地球表面處的重力加速度：
g = G(mM/r2)-----------------------②
由①②式聯立解得：
M = m × (2π/T)2×(r3/R2g)
以題結數值代入，得M = 2 × 1030Kg。
二、 用天體真半徑和表面重力加速度推算天體質量
在天體表面，物體所受萬有引力與它所受重力近似相等，由萬有引力定律有：G(mM/R2)=mg
即M = gR2/G
例:由天文觀測可得月球的直徑為3476km，月面上物體做自由落體運動的重力加速度為1.62m/s2,則月球的質量為：M月= g月R2月/G = g月D2月/4G = 1.62×(3.476×106)2/(4×6.67×10-11)Kg = 7.34×1022 Kg
三、 由開普勒第三定律估算天體質量
開普勒三定律注①是關於行星圍繞太陽運動的規律，是德國天文學家開普勒認真分析了丹麥天文學家第谷·布拉赫的大量對天體運行觀測資料的基礎上提出的，它的內容是：
開普勒第一定律（橢團軌道定律）：所有行星分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽運動，太陽是在這些橢圓的一個焦點上，但行星軌道的偏心率都比較小，例如，地球軌道的偏心率只有0.0167，很接近於圓。
開普勒第二定律（面積定律）：對每個行星來說，太陽和行星的聯線在相等的時間內掃過的面積相等。
開普勒第三定律（周期定律）：所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的平方的比值都相等。即：a3/T2 = C（常數）
由於第谷·布拉赫的資料都是靠肉眼觀測記錄的，開普勒三定律與行星實際運行的情況有少許偏離，後來人們修正了開普勒第三定律，得到准確的表達式是：a3/T2(M+m) = G/4π2
其中M為太陽的質量；m為行星的質量；a為橢圓軌道的長半軸；T為行星的公轉周期；萬有引力常數 G = 6.67×10-11N·m2/Kg2。
例：試估算銀河系的質量。
分析：測量銀河系的質量時，為了便於分析和計算，通常改變修正後的開普勒第三定律中的 和 的單位。如果設地球到太陽的平均距離為 =1天文單位，地球繞太陽公轉的周期 =1年，則對地球和太陽這個系統而言，若略去地球質量，地球繞太陽運轉的開普勒第三定律為:
13/12(M太+0) = G/4π2即 G/4π2 = 1/M太--------③
選太陽和銀河系為一個系統，由開普勒第三定律有：
a3/T2(M銀+M太) = G/4π2-----------------------④
長期的天文觀測可知，太陽以250km/s 的速度帶領著太陽系中的星體繞銀河系的中心旋轉，若取天文單位為距離單位，年為周期單位，太陽每轉一周約需T=2.4×108年；太陽到銀河系中心的距離為 a ≈33000光年=2.06×109天文單位，聯立③④可得:M銀+M太= (2.06×109)3M太/(2.4×108)2= 1.5×1011M太
這里M太是太陽繞銀河系的中心旋轉的軌道以內銀河系諸星體的質量，因M太 ×M銀 ，故M銀=1.5×1011M太，即銀河系的質量至少是太陽的1.5千億倍！
四、 用天體的質量和光度之比的質光關系估算天體質量
所謂質光關系注②就是恆星的質量和絕對光度之間的一個重要關系，最早為哈姆所提出，並在1919年由赫茨普龍通過觀測資料證實，1924年愛丁頓從理論上導出絕對光度為L的恆星與其質量M的關系為：L = kM3.5
其中絕對光度L可由實際觀察得到， 為常數，它與哈勃常數H有關。由上式可估算天體的質量為：M = (L/k)2/7
該方法除對物理性質特殊的巨星、白矮星和某些緻密天體不適用外，對占恆星總數的90％的主序星非常適用。
除以上方法可以估算天體質量以外，還有注③:用維里定理估算天體的質量（稱為"維里質量"）；雙譜分光雙星又是食雙星可由分光解和測光解中的軌道傾角，可求得兩子星的質量；雙譜分光雙星又是干涉雙星，可由分光解和軌道傾角，可計算出兩子星的質量；雙譜分光雙星的分光解加上偏振觀測所得軌道傾角可得出兩子星的質量；利用已知半徑的白矮星的引力紅移量求白矮星的質量；利用恆星在赫羅圖上的理論演化軌跡估算恆星質量（稱為"演化質量"）；對已知真半徑的脈動變星，可以由脈動周期估算平均密度，從而得出質量（稱為"脈動質量"）等方法。
當然，天體的質量隨著時間而不斷變化，主要是由於熱核反應把質量不斷轉變為輻射能和許多天體因大氣膨脹或拋射物質而不斷損失質量。而且仍有不少恆星的質量數據至今還很不可靠或精度甚低，如大角、老人、織女一、河鼓二、參宿四、心宿二等亮星，欲得到精度較高的恆星的質量，人們仍有大量的工作要做。
參考書目：
注①：《中國大網路全書天文學》第189頁"開普勒定律"條目，中國大網路全書出版社出版，1980 年12月第一版
注②：同上，第556頁"質光關系"條目
注③: 同上，第144--145頁"恆星質量"條目
Ⅲ 應用萬有引力可以算出天體質量,還可以發現未知天
答案：ABCD 解析： 發現萬有引力定律之後，天文學家根據萬有引力定律版通過計算預言權了海王星的軌道和位置，計算出了彗星的周期和天體的質量，在天體的運行中向心力是由萬有引力提供的．故A、B、C、D均正確．
Ⅳ 用萬有引力定律可以計算天體質量。測算地球質量時需要先測算出引力常數。引力常數是怎麼測算出的
是卡文迪許通過實驗測得的。
英國物理科學家牛頓發現了萬有引力定律之後．他就專門設計了好幾個實驗，想先測出兩個物體之間的引力，然後來計算地球的質量．可是，因為一般物體之間的引力非常弱小，牛頓的實驗都—一失敗了．
牛頓去世後，還有一些科學家繼續研究這個問題．其中以卡文迪許的實驗最為成功。
1750年6月的一天，正在著手進行引力測量的卡文迪許，得到一個好消息：劍橋大學一名叫約翰米歇爾的科學家，在研究磁力的時候，使用了一種很巧妙的方法，測出了力的微小變化．卡文迪許立即趕去向他請教。
原來，米歇爾的實驗裝置是這樣的：用一根很細的石英絲把一塊條形磁鐵橫吊起來，然後用另一塊磁鐵慢慢去吸引它．當磁力開始產生作用的時候，石英絲便會發生偏轉，這樣，磁引力的大小就可清楚地顯示出來了．
卡文迪許從中得到啟發，也仿照米歇爾的辦法，做了一套新的實驗裝置：用一根石英絲橫吊著一根細桿，細桿的兩端各安著一個小鉛球，另外再用兩只大球，分別移近兩只小球．卡文迪許想，當大球與小球逐漸接近時，由於引力的作用，那兩只吊著的小鉛球必定會發生擺動，這樣就可以測出引力的大小了
可是，這個實驗失敗了。卡文迪許陷入了沉思．他想，是不是因為兩球之間的引力太小，肉眼觀測不出來呢？能不能將它放大，變得明顯一些呢？
後來，他終於找到一個十分巧妙的辦法：在石英絲上安上一面小鏡子，把一束光照射在鏡面上，鏡面又把光線反射到一根刻度尺上．這樣，只要石英絲一旦有一點點極細微的扭動，鏡面上的反射光就會在刻度尺上明顯地表示出來，扭動被放大了．1798年，他終於測得兩球間的引力，求出了「引力常量」的數值，從而算出地球的質量為 kg，相當於60億億噸！
為了推算地球的質量，卡文迪許幾乎耗盡了畢生的精力，前後花了五十年時間．當他求得這個數值的時候，他已經是一個六十七歲的老人了．
上文是從網上找的，希望有幫助。
Ⅳ 為什麼萬有引力公式只能計算中心天體質量
因為一個天體1繞另一個天體2做圓周運動時，萬有引力提供向心力。
GM1*M2
/
r
^2＝M1*V＾2
/
r
你可以看到，方程兩邊把M1約掉，只剩下在中心的天體質量M2。
所以只能計算中心天體質量。
Ⅵ 由萬有引力定律和向心力公式計算天體質量時能否同時計算環繞天體質量
【分析】 應用萬有引力定律可以計算天體的質量，其原理是：根據行星（或衛星）的運專動學屬物理量，表示出行星（或衛星）的向心力，而向心力是由萬有引力來提供的，根據向心力公式和牛頓第二定律列方程，即可求出太陽的質量。 【點評】 本題考查應用萬有引力定律計算天體質量的方法，出現環繞天體圍繞中心天體做勻速圓周運動時，應用萬有引力提供向心力可以計算中心天體的質量，要體會其解題方法。
Ⅶ 萬有引力公式計算的中心天體質量是物質質量還是場質量
F= mgm=KmM÷Rm 2
其中抄， F為真空輻射對質量襲為m的物體的引力
m為地球引力場內某物體的質量
gm 是質量為m的物體所處相應球面上的引力加速度
M為地表以下地球實體部分的物質總質量（不計地表外引力場內的其它物質）
Rm是質量為m的物體到地心的距離
Ⅷ 利用萬有引力計算某天體質量
解：宇宙飛船復在靠近星體表制面做勻速圓周運動時，其運動半徑即星球半徑，可記為r，且其做勻速圓周運動萬有引力充當向心力，記星球質量為M1，飛船質量為m1。根據萬有引力定律F1=G*M1*m1/（r^2）和勻速圓周運動公式F2=m1*r*4*π^2/(T^2),F1=F2,
得到 G*M1*m1/（r^2）=m1*r*4*(π^2)/(T^2)............(1)
又根據質量M的視重，即該砝碼所受的萬有引力為F，由萬有引力定律得
G*M1*M/（r^2）=F............................(2)
由（1）（2）得 星球質量即M1=（F^3）*(T^4)/[16*(π^4)*G*(M^3)]
Ⅸ （萬有引力知識點）計算中心天體的質量和密度
f=g*m1m2/（r*r）
（g=6.67259×10^-11n•m^2/kg^2）f:
兩個物體之間的引力
g:
萬有引力常內數
m1:
物體1的質容量
m2:
物體2的質量
r:
兩個物體之間的距離
天體的圓周運動：
中心天體m表面附近——f=g*mm/r
2
=mg=
m
v²/r=m
ω
2
r=m(
2π/t)
2
r
任意高度——f=g*mm/r
2
=
m
v²/r=m
ω
2
r=m(
2π/t)
2
r
天體的體積：v=4/3×πr³，
天體的密度：p=m/v
Ⅹ 萬有引力 中心天氣質量計算
因為:萬有引力F=GmM/r^2
F=F向心=mv^2/r（或者=mrw^2）
所以GmM/r^2=mv^2/r
所以M=rv^2/G