地球的质量检测方法

A. 太阳的质量是如何测量的

通过万有引力定律来测量的，gmm/r^2=mv^2/r
需要知道的量有万有引力常量g，太阳据地球的距离r，已经地球绕太阳运动的线速度v。这些量的测得的方法如果需要可以在网上搜索一下，有些方法是很巧妙的。
希望我的回到对你有帮助。

B. 地球的最新质量是如何测量的

阿基米德有一句名言：给我一个支点，我能撬动地球。他是用这句话来说明杠杆定律的，但是，如果那时他知道地球的质量的话，可能就不会发出此豪言壮语了。

伟大的科学家牛顿发现了着名的万有引力定律，找到了测量地球质量的途径。根据万有引力定律，两个物体间引力的大小与物质的质量成正比，与距离的平方成反比，比值恒定为一个常数，这就是引力常数。因为人们早已准确地知道了地球的大小，只要精确地测出引力常数值，就能计算地球质量。不过，由于没有精密的测量仪器，牛顿的尝试没有成功。

英国科学家卡文迪什用改进的扭力天平完成了测量。扭力天平的构造是，在一根木棒的两端分别系上金属小球，像一个哑铃那样，然后把它悬挂在一根金属丝上。两个小球的旁边对称放置两个铅球，铅球与小球间的引力使哑铃转动，金属丝扭曲。哑铃两臂末端和大球侧面均装有刻度标尺，这样便可测出细微扭曲的大小。为了不受空气流的干扰，扭力天平被置于空屋中。由于引力很小，扭曲也非常小，准确测量十分困难。为了便于观察，卡文迪什用反光镜将细微的扭曲放大，从而使天平的灵敏度大大提高。在1798年，卡文迪什第一个测出了地球的质量，得到的数值是60*10^24kg，当今科学家测量出的地球质量为5.978*10^24kg，两者之差只有0.22*10^24kg，其准确度相当高。卡文迪许也因此被誉为“第一个称出地球的人”，卡文迪什的扭力天平实验被称为科学史上最美丽的物理学实验之一。

地球的质量确定后，科学家也用万有引力定律来测定太阳和其他行星的质量。地球和太阳之间的万有引力就等于引力常数与太阳质量和地球质量的乘积，再除以地球和太阳两者之间距离的平方，这一引力与地球赤道附近使地球环绕太阳旋转的向心力相等。该向心力等于地球质量乘以速度的平方再除以地球到太阳的距离。利用天文学家测得地球至太阳的距离，就可以得出地球围绕太阳旋转的速度，从而计算出太阳的质量。

假设阿基米德的臂力使他可以直接举起60kg(准确地说是59.78kg)的物体，要以杠杆撬动地球，长臂为短臂的1023倍。因此阿基米德仅仅移动地球1mm，就需要站在1020m之外了，这么远的距离即使光也要走1万年。

最近，美国的一个研究小组仿效18世纪科学家所做的扭力天平，重新测量了引力常数，得出的地球质量为5.972*10^24kg，地球似乎变轻了少许。

C. 太阳 地球的距离 它们质量 密度怎么测算的

测定天体由近及远主要有以下几种方法，它们使用的距离越来越远，但是精确度也越来越差。
1.雷达波法：直接向天体发射雷达波，通过雷达被反射的时间确定距离。适用于太阳系内天体。
2.三角视差法：通过地球绕太阳的公转引起的观测天体位置的变化来确定天体的距离。适用于1000光年以内天体。
3.造父变星法：通过造父变星的亮度与光度变化周期之间的关系来确定天体的距离。适用于几百万光年以内（能分辨出一个星系内的造父变星）
4.光谱光度法：利用主序星的亮度和光谱类型的关系确定距离，适用于几千万光年以内（能辨编出蓝巨星——最明亮的主序星）
5.I型超新星法：I型超新星的亮度是一个定值，通过测定它来测定天体的距离（适用于所有能有I型超新星的星系，不过比较少）
6.哈勃定律法：通过天体退行速度和距离之间的关系来确定天体的距离（所有星系）。

上面几种方法能够测定的距离越来越远，但是精确度越来越低。第一种方法可以精确到厘米级别（测定月球）；但是最后一种方法有的是有误差比数值还大，是实在没办法才用的方法。要是要根据所要测定天体的距离来选择合适的方法。

质量的测定是利用万有引力定律，根据已知天体的轨道，根据它的公转半径和公转周期通过向心加速度的公式就能求出来了。

至于密度是质量/体积，体积的计算需要观测获得直径，进而计算出来，太远的天体直径观测误差较大，另外很多天体是中心天体，质量集中于中心部位，密度不均匀

D. 试述卡文迪许测量地球质量的意义

卡文迪许测量地球质量的意义：

1、证明了万有引力的存在的普遍性正确性卡文迪许通过改变质和距离，证实了万有引力的存在及万有引力定律的正确性。

2、测出了引力常里使得万有引力定律有了真正的实用价值，可测定远离地球的天体的质、密度等。引力常里的测出，使万有引力定律能够应用于定里计算，可以用测定地球表面物体重力加速度的方法，测定地球质，也正因为如此，卡文迪许被人们称为第一个”能称出地球质量的人。

3、卡文迪许扭秤实验巧妙地利用等效法合理地将微小里进行放大，实验的构思、设计与操作巧妙和精致，英国物理学家坡印廷曾对这个实验下过这样的评语：开创了弱力测里的新时代。

(4)地球的质量检测方法扩展阅读：

牛顿虽然发现了万有引力定律，却没能给出准确的引力常里这是因为一般物体间的引力非常小由于当时实验条件和技术的限制，很难用实验的方法将它显示出来。

直到1798年即在牛顿发现万有引力定律一百多年以后，英国物理学家卡文迪许（1731-1810）才巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量。

E. 地球的质量是怎么测量出来的

我们脚下的大地是个硕大无比的球体。古希腊时科学家用巧妙的方法测出了它的半径有6400多公里。但是，人们一直不知道这个巨大的球体有多少重？
地球那么大，那么重，用普通的秤来出地球的重量，那是不可思议的。第一，世界上没有这样一杆能称得起地球的巨秤。其次，谁也无法拿得起这杆秤。就算有一个力大无穷的大力士能提得起地球，也无法秤我们的地球，因为那个能够称得起地球的人，站在什么地方去称地球呢？人们总不能站在地球上称地球吧！
1750年，英国19岁的科学家卡文迪许向这个难题挑战。那么，他是怎样称出地球的重量的呢？卡文迪是运用牛顿的万有引力定律称出地球重量的。根据万有引力定律，两个物体间的引力与两个之间的距离的平方成反比，与两个物体的重量成正比。这个定律为测量地球提供了理论根据，卡文迪许想，如果知道了两个物体之间的引力和距离，知道了其中一个物体的重量，就能计算出另一个物体的重量。这在理论上完全成立。但是，在实际测定中，不必须先了解万有引力的常数K。
卡文迪许通过两个铅球测定出它们之间的引力，然后计算出引力常数。两个普通物体之间的引力是很小的，不容易精确地测出，必须使用很精确的装置。当时人们测量物体之间引力的装置用的是弹簧秤，这种秤的灵敏度太低，不能达到实验要求。卡文迪许利用细丝转动的原理，设计了一个测定引力的装置；细丝转过一个角度，就能计算出两个铅球之间的引力。然后，计算出引力常数。但是，这个方法还是失败了。因为两个铅球之间的引力太小了，细丝扭转的灵敏度还不够大。灵敏度问题成了测量地球重量的关键。卡文迪许为此伤透了脑筋。有一次，他正在思考这个问题，突然看到几个孩子在做游戏。有个孩子拿着一块小镜子对着太阳，把太阳反射到墙壁上，产生了一个白亮的光斑。小孩子用手稍稍地移动一个角度，光斑就相应地移动了距离。卡文迪许猛然醒悟，这不是距离的放大器吗？灵敏度不可以通过它来提高吗？
于是，卡文迪许在测量装置上装上一面小镜子。细丝受到另一个铅球微小的引力，小镜子就会偏转一个很小的角度，小镜子反射的光就转动一个相当大距离，很精确地知道引力的大小。利用这个引力常数，再测出一个铅球与地球之间的引力。根据万有引力公式，计算出了地球的重量，即为60万亿亿吨。现代测量的结果为59.76万亿亿吨。
地球平均半径 6371.004千米

或者根据万有引力定律F=G*[m1*m2/(r^2)]
设m1为地球的质量，另找一小球m2用弹簧秤称小球，可得F，地球半径可以测量即r，G为 万有引力常数已知

F. 其它星球（或者说其它天体）的质量是怎么测的我知道是用万有引力，但那天体之间引力是怎么算的

牛顿的万有引力定律公式： F=G×Mm/R²
其中G=6.67×10^-11N•m^2/kg^2，G是一个常量。
1.测地球的质量，比如一个质量为m1的物体在地球表面，设地球的质量为M，半径为R，忽略微小因素，则该物体和地球之间的万有引力
F==G×Mm1/R²=m1g （因为该物体在地球表面受到的重力F重=m1g，而此时的重力=万有引力）
那么地球的质量M=R²×g/G （这个需要知道地球的半径R，据说公元前三世纪是就有人测出了地球的半径，现在一般认为地球大概半径6371.004千米）
2.测太阳的质量，设太阳中心到地球重心的距离为h，太阳质量为M1，地球质量为M2，那么两者之间的万有引力
F=GM1M2/h² （已知h）
则太阳的质量M1=Fh²/GM2
然后根据地球围绕太阳做近似圆周运动，测量向心力F‘
F’=（M2V^2） /r =4π²M2h/T² （T是地球绕太阳转动的周期）
F=F‘
则有
M1=（4π²M2h/T² ）×（h²/GM2）=4π²h/GT²

G. 测定地球质量实验的科学依据是什么 a.万有引力定律 b.杠杆原理 c.角动量守衡

a 万有引力定律

第一个解决这个历史性难题的，是英国科学家亨利·卡文迪许

地球的半径经过测量和计算已经知道约6400千米;地球的表面积通过测量和计算，已经知道是5 .1×10¹⁴米²;地球的体积通过计算也知道为1 .08×10²¹米³，但是因为无法确知地球的密度，所以无法得出地球质量。

而牛顿发明万有引力定律后，虽然列出了可以推算出地球质量的公式，却因为无法测量出两个物体之间的引力系数而失败。

牛顿精心设计了几个实验，企图在地面测量两个物体之间的引力，可惜都失败了，经过粗略推算，牛顿发现一般物体之间的引力极其微小，以至根本测不出来。失望之余，已经成为新权威的牛顿，也当众宣布:在地面想利用测量引力，利用这个万有引力定律来计算地球质量的努力，将是徒劳的!

两个1千克的铅球，相距10厘米时，吸引力只有十亿分之一千克!要测量出这么极其微小的力，谈何容易!

1750年，法国科学家布格尔，1774年，英国科学家尼维尔·马斯基林先后试图利用山体对铅球的吸引来测量引力系数，但是都因为山风、各种震动的影响超过引力影响而失败。

卡文迪许设计了一种被成为扭秤的装置：

将两只小铅球装在一根细长杆的两端，做成一个“哑铃”样的东西，用一根细丝从中间吊起“哑铃”，实验时再用两个大铅球分别去靠近小铅球。由于大小铅球之间万有引力的作用，“哑铃”将有微小的转动，仔细测量细丝扭转的程度，就可以计算出大小铅球之间的引力，从而推算出地球的质量。
将一个小镜固定在细丝上面，用来将一束光线反射到一个刻度尺上面。这样，只要细丝有一极其微小的转动，刻度尺上的光点就会有明显的移动，仪器的灵敏度大大地增强了。卡文迪许又进一步设法解决了仪器的各种干扰问题，例如空气流动和震动的影响。

5.977×10²⁴千克，即60万亿亿吨

这是亨利·卡文迪许在1798年，他67岁时得出的科研成果，而卡文迪许开始设计扭秤的时候，年仅19岁。

H. 若想测量地球的质量可以用什么方法

两千年前,伟大的阿基米德曾经说过：“给一个支点,我可以撬起地球!”!
两千年后,1798年,卡文迪许利用“扭秤”终于称出地球的质量.
地球的质量约为5.98*10^24kg,这是根据万有引力定律测定的. 详细请参见网络“地球质量”

I. 如何测定地球的质量

卡文迪许是有记载的第一位成功测出地球质量的人，在牛顿公式出来，他又自己测定了G值之后。。在他之前，这个，好像就只有人能提出”质量*密度“这种级别的方法了吧。不过你可以做个实验党，在地球南极上空发射一枚铅球沿着地轴方向撞向地球，然后让远在地球大气层外侧空间站的同志帮你测量若干物理量如：铅球撞前的速度，撞后铅球和地球两者各自的速度，再称一下铅球的质量，就能很容易地得出地球的质量了哦~~~——这一切发生在千年以后~~

J. 高速公路、机场跑道质量检测

目前无损检测可用于高等级公路、机场跑道路面厚度，路基压实度，路基裂缝、空洞检测以及回弹模量检测等。

公路质量检测的原始方法是采用钻探取心法，该方法不仅效率低、代表性差，而且对公路有破坏。为了快速、准确和科学地评价公路质量，必须采用无损检测方法。目前，常用于公路检测的地球物理方法有地质雷达、瞬态面波法、高密度电阻率法和人工地震等方法。在这些地球物理方法中，由于地质雷达方法具有快速、连续、无损检测的特点，因此，在公路质量检测中得到更加广泛的应用。

高速公路是由土基础、二灰土、二灰碎石、面层等构成，由于空气、沥青面层、二灰碎石、土壤等介质的介电常数不同，电磁波在其介质发生变化的界面产生反射波。图10.11为电磁波在公路剖面中各界面的传播、反射途经示意图。图10.12为电磁波在公路剖面中各界面的扫描示意图。

图10.11电磁波在公路剖面中的传播

图10.12电磁波在公路剖面中各界面的扫描示意图

长春—四平高速公路采用沥青路面，路面下为碎石垫层。路面分三次铺设完成，设计路面厚度为25cm。在工程竣工前采用地质雷达进行了路面厚度检测。

工作中使用的探地雷达为SIR－2型，工作天线频率为900MHz。图10.13为长春—四平高速公路上某段路面的地质雷达检测剖面图，图中5.8ns附近的强反射为沥青面层与碎石垫层界面的反射，根据反射界面的双程走时和电磁波在沥青路面中的传播速度计算出路面厚度。沥青路面的电磁波速度采用实验标定并进行统计后得到。

图10.13长春—四平高速公路某段路面的地质雷达检测剖面

检测结果表明，由于二灰石垫层凸凹不平，导致沥青路面厚度有较大变化，最薄为26cm，最厚为43cm，达到了设计的要求。路面厚度评价按国家公路路面结构层厚度评价标准进行。在经数据处理后的探地雷达剖面中读取电磁波在面层中的反射波双程走时，计算出面层厚度和厚度评价结果。

探地雷达方法在公路质量检测中除可进行路面厚度检测外，还可进行路基隐患(脱空、裂缝等)的检测以及桥涵的质量检测。有些学者研究电磁波的特征与路面压实度、强度及含水量的关系，开展探地雷达对公路压实度、强度及含水量的检测研究，也取得了较好的检测效果。