(19分)“嫦娥三号”在月面成功软着陆,该过程可简化为:距月面15 km时,打开反推发动机减速,下降到距月面H=l00m.处时悬停,寻找合适落月点;然后继续下降,距月面h=4m时,速度再次减为零;此后关闭所有发动机,自由下落至月面。“嫦娥三号”质量为m(视为不变),月球质量是地球的k倍.月球半径是地球的n倍,地球半径为R、表面重力加速度为g;月球半径远大于H,不计月球自转的影响。以下结果均用题中所给符号表示。
(1)求月球表面的重力加速度大小
;
(2)求“嫦娥三号”悬停时反推发动机的推力大小F,以及从悬停处到落至月面过程中所有发动机对“嫦峨三号”做的功W;
(3)取无穷远处为零势能点,月球引力范围内质量为m的物体具有的引力势能
,式中G为万有引力常量,
为月球的质量,r为物体到月心的距离。若使“嫦娥三号”从月面脱离月球引力作用,忽略其它天体的影响,发射速度v
0至少多大?(用k、n、g、R表示)