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(16分)我国在2010年实现探月计划——“嫦娥工程”。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,月球绕地球运动的轨道半径为,月球绕地球的运动近似看成匀速圆周运动,试求出月球绕地球运动的周期T.
(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面高h处由静止释放一个小球,经过时间,小球落回地面.已知月球半径为R,万有引力常量为G,试求出月球的质量M

(1);(2)

解析试题分析:(1)设地球质量为M,地球表面的物体质量为m,月球绕地球运动的周期为T,根据万有引力定律和向心力公式:    (3分)
由黄金代换:  (3分)
解得   (2分)
(2)设月球表面处的重力加速度为
根据题意:    (3 分)
由黄金代换: (3 分)
解得:    (2分)
考点:万有引力与航天

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)已知海王星和地球的质量比M1:M2=16:1,它们的半径比R1:R2=4:1。求:
(1)海王星和地球的第一宇宙速度之比v1:v2
(2)海王星表面和地球表面重力加速度之比g1:g

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

“嫦娥一号” 的成功发射,为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似圆周,距月球表面的高度为H,飞行周期为T,月球的半径为R,万有引力常量为G,假设宇航员在飞船上,飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲, 在最低点附近作半径为r的圆周运动,宇航员质量是m,飞船经过最低点时的速度是v;。求:(1)月球的质量M是多大? (2)经过最低点时,座位对宇航员的作用力F是多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(8 分).已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半,它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍,求:该行星的自转周期。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)利用水流和太阳能发电,可以为人类提供清洁能源。水的密度ρ=1×103kg/m3,太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率P0 =1×103W/m2,地球半径为R=6.4×106m,地球表面的重力加速度取g=10m/s2
⑴写出太阳光照射到地球表面的总功率P的字母表达式;
⑵发射一颗卫星到地球同步轨道上(轨道半径约为地球半径的6.6≈倍)利用太阳能发电,然后通过微波持续不断地将电力输送到地面,这样就建成了太阳能发电站。求卫星在地球同步轨道上向心加速度的大小(答案保留两位有效数字);
⑶三峡水电站水库面积约为S=1×109m2,平均流量Q=1.5×104m3/s,水库水面与发电机所在位置的平均高度差为h=100m,发电站将水的势能转化为电能的总效率η1=60%。在地球同步轨道上,太阳光垂直照射时的辐射功率为1.4P0。太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为η2=20%,将电能输送到地面的过程要损失50%。若要使⑵中的太阳能发电站在被太阳照射时地面接收到的电功率相当于三峡电站发电的平均功率,卫星上太阳能电池板的面积应为多大?(保留一位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

“嫦娥一号” 的成功发射,为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已 知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似圆周,距月球表面的高度为H,飞行周期为T,月球的半径为R,万有引力常量为G,假设宇航長在飞船上,飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲, 在最低点附近作半径为r的圆周运动,宇航员质量是m,飞船经过最低点时的速度是v;。求:
(1)月球的质量M是多大?
(2)经过最低点时,座位对宇航员的作用力F是多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分)我国“神舟”六号宇宙飞船已经发射成功,当时在飞船控制中心的大屏幕上出现的一幅卫星运行轨迹图,如图所示,它记录了“神舟”六号飞船在地球表面垂直投影的位置变化。图中表示在一段时间内飞船绕地球圆周飞行四圈,依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹①、②、③、④,图中分别标出了各地点的经纬度(如:在轨迹①通过赤道时的经度为西经156°,绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时经度为180°……),若已知地球半径为R,地球表面处的重力加速度g,地球自转周期为24h,根据图中的信息:

(1)如果飞船运行周期用T表示,试写出飞船离地面高度的表达式
(2)飞船运行一周,地球转过的角度是多少?
(3)求飞船运行的周期

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)“嫦娥二号”卫星是在绕月极地轨道上运动的,加上月球的自转,卫星能探测到整个月球的表面。如图所示,卫星上CD相机已对月球背面进行成像探测,并获取了月球背面部分区域的影像图。卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H,绕行的周期为TM;月球绕地公转的周期为TE,半径为R0。地球半径为RE,月球半径为RM。试解答下列问题:

(1)若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响,试求月球与地球质量之比;
(2)当绕月极地轨道的平面与月球绕地公转的轨道平面垂直,也与地心到月心的连线垂直。此时探月卫星向地球发送所拍摄的照片,此照片由探月卫星传送到地球最少需要多长时间?已知光速为C。

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

从同一高度自由落下的玻璃杯,掉在水泥地上易碎,掉在松软的沙坑上不易碎。下列叙述正确的是

A.掉在水泥地上,玻璃杯的动量变化较大
B.掉在水泥地上,玻璃杯的动量变化和掉在沙坑中一样大
C.掉在水泥地上,玻璃杯受到的冲量较大,且与水泥地的作用时间较短,因而受到水泥地的作用力较大
D.掉在水泥地上,玻璃杯受到的冲量和掉在沙坑中一样大,但与水泥地的作用时间较短,因而受到水泥地的作用力较大

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