例析天体运动近期的三大发现
近期天文学界可谓精彩纷呈、热闹非凡，本文
以例题的形式盘点近期天文学界的三大发现.
1 引力波的发现
例1 引力波的传言终于在北京时间2016 年11 日晚上的美国自然基金会的新闻发布会中尘埃落定：人类首次直接探测到了引力波！引力波的发现证实了爱因斯坦一百年前预言的广义相对论的正确性.关于广义相对论，下列说法正确的是
A.根据广义相对论可以知道，当星球质量不变，半径变为原来的一半时，表面上的引力将变为原来的4倍
B.按照广义相对论可以知道，当星球质量不变，径变
为原来的
半时，表面上的引力将大于原来的
4倍
C.按照广义相对论可以知道，当星球质量不变，
半径变为原来的一半时，表面上的引力将小于原来的
4倍
D.按照广义相对论理
顿的万有引力定律成论，
答案 B 、D 解析根据牛顿万有引力定律，假设一个球星天体 的总质量不变，并通过压缩减小它的半径，天体表面 上的引力将会增大 .半径减小到原来的
大到原来的四倍 .但爱因斯坦的广义相对论指出， 这个 力增加的更快些，选项
A 、C 错误、
B 正确；天
体质 量一定时 越大，牛顿的万有引力定律成立是有条件
的，选 D 正 确. 点评爱因斯坦的广义相对论并没有否认牛顿的万 有引力定律，但说明牛顿的万有引力定律成立是有条 件的 .
2“地球 2.0”的发现
例 22015年 7 月 24 日，美国宇航局（ NASA ）发 现在太阳系之外的一颗行星 地球”
了依据 .假设“地球 2.0”半 量为地球质量的 b 倍，则下列说法正确的是
A.该行星表面由引力产生的加速度与地球表面的 半时， 引力增 顿的“平方反比”定律差别 普勒 -452b ,即“地 球 2.0”，其大小和特征与地球十分相似 .根据 NASA 在 其官方网站公布的报告显示， 这为科学家们推测在“新 存在生命的可能性以及移居外星的设想提供 径为地球半径
的 a 倍，质
重力加速度之比为ba2
B.该行星表面由引力产生的加速度与地球表面的
重力加速度之比为ab2
C.该行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为ba
D.该行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度
之比为ab
答案A 、C
解析根据g=GMR2可得g' g=ba2,
选项A 正确、B 错误；
根据GMmR2=mv2R，
可得v=GMR，
故v' v=M2M1?R1R2=ba，
选项C 正确、D 错误.
点评判断C、D 选项时，也可利用黄金代换.根据
g=GMR2，星球表面的第一宇宙速度满足mg=mv2R, 即
v=gR可得v' v=ba,选项C正确、D错误.
3 火星表面液态水存在的发现
例3 美国宇航局（NASA ）于美国东部时间2015 年
9月28日上
时30 分）宣布有关火星探索午11点30分（北京时间28日晚间23
确认
的重要科学发现在火星发现液态水存在的证据.荷兰一家名为“火星一号”的公司近期宣布启动计划在2023年把4名宇航员
送上火星的
“单程之
旅” 名意向中， 测得火星半径是地球半径的 12，质量是地球质量的 19.
已知地球表面的重力加速度是g ,地球的半径为R , 移民在地面上能向上竖直跳起的最大高度是
h ,忽略
自转的影响，下列说法正确的是 A. 火星的密度为23?gGn R
B. 火星表面的重力加速度是 2g9
C. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之 比为 23
D. 移民以在地球上
故 p 地=34?gGn R , p 火=2g3n GR , 选项 A 正确；
根据g=GMR2，火星表面的重力加速度是49g , 选项 B .在目前收到的 37000 多个报 中国人达到了 45个.假设移民登陆火星后，
相同的初速度在火星上起跳
后,能达到的最大高度是 94h
答案 A 、D
解析根据P =MV , V=43 n R3,可得p 火=89 p 地, 根据 g=GMR2，因 M=43 n R3
错误；
根据mg=mv2R可得v=gR,火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为23,选项C错误；相同的初速度
在火星上起跳后，能达根据2gh=v2,移民以在地球上
到的最大高度是94h,选项D正确.
点评比值法解题.当物体遵循相同的物理规律时，一般先写出通式，并利用通式进行推导，得出结论后利用比值法直接解题，本题中没有分别写出地球密度和火星密度的表达式而是写出了密度通式，没有分别写出火星和地球表面第一宇宙速度的表达式，而是写出了宇宙速度的通式，然后应用比值法，避免规律运用多次，造成时间的浪费.