我国分别于2007年10月24日和2010年10月1日成功发射“嫦娥一号”和“嫦娥二号”月球探测卫星,标志着我国实施绕月探测工程迈出重要一步,在政治、经济、军事、科技乃至文化领域都
◎ 题目
我国分别于2007年10月24日和2010年10月1日成功发射“嫦娥一号”和“嫦娥二号”月球探测卫星,标志着我国实施绕月探测工程迈出重要一步,在政治、经济、军事、科技乃至文化领域都具有非常重大的意义,同学们也对月球有了更多的关注. (1)若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动,试求出月球绕地球运动的轨道半径r1; (2)若将来我国的宇航员随登月飞船登陆月球后,宇航员在月球表面完成下面实验:在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部最低点静止一质量为m的小球(可视为质点)如图所示,现给小球一瞬间水平速度V,小球刚好能在竖直面内做完整的圆周运动.已知圆弧轨道半径为r,月球的半径为RO,万有引力常量为G,试求出月球的质量M月. |
◎ 答案
(1)月球绕地球运转,万有引力定律提供向心力: G
对地球表面物体m:G
联立①②解得:r1=
(2)设月球表面重力加速度为g1,小球在最高点的速度为v1,由机械能守恒定律,小球在从最低点到最高点的过程中,有:
由题意,小球在最高点时,有:mg1=m
联立③④解得:g1=
G
联立⑤⑥解得:M月=
答:(1)月球绕地球运动的轨道半径r1为 |