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(10分)我国国防科技工业局在2012年7月30日宣布,“嫦娥三号”将于2013年下半年择机发射。我国已成功发射了“嫦娥二号”探月卫星,已知该卫星在环月圆轨道绕行圈所用的时间为 ,月球半径为 ,月球表面的重力加速度为.
(1)请推导出“嫦娥二号”卫星离月球表面高度的表达式;
(2)地球和月球的半径之比为、表面重力加速度之比为,试求地球和月球的密度之比.

(1) (2)

解析试题分析:(1)“嫦娥一号”星绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力

在月球表面,万有引力等于重力:
卫星在环月圆轨道绕行圈,飞行时间为,所以

联立解得:
(2)在地球表面,根据万有引力等于重力

已知地球和月球的半径之比为,表面重力加速度之比
联立解得地球和月球的密度之比
考点:本题考查了人造卫星的加速度、周期和轨道的关系,万有引力定律及其应用.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

(1)一飞船在某星球表面附近,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为,飞船在离该星球表面高度为h处,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为,已知引力常量为G,则该星球的质量表达式为            。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

一位同学为探月宇航员设计了如下实验:在距月球表面高h处以初速度vo水平抛出一个物体,然后测量该平抛物体的水平位移为x,通过查阅资料知道月球的半径为R,引力常量为G,若物体只受月球引力的作用,求:
(1)月球表面的重力加速度
(2)月球的质量
(3)环绕月球表面运行的宇宙飞船的线速度

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

一飞船在某星球表面附近,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为v1,飞船在离该星球表面高度为h处,受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为v2,已知万有引力常量为G.试求:
(1)该星球的质量;
(2)若设该星球的质量为M,一个质量为m的物体在离该星球球心r远处具有的引力势能为Ep=-,则一颗质量为m1的卫星由r1轨道变为r2(r1<r2)轨道,对卫星至少做多少功?(卫星在r1、r2轨道上均做匀速圆周运动,结果请用M、m1、r1、r2、G表示)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(15分)按照我国整个月球探测活动的计划,在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后,将开展第二步“落月”工程。如图所示 假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0,飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道I上运动,当运动到轨道 上的A点时,点火变轨进人椭圆轨道II,在到达轨道的近月点B时再次点火变轨,进入近月轨道III绕月球做圆周运动。求:

(1)飞船在轨道I上的运行速率;
(2)飞船在轨道III上绕月球运动一周所需的时间?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,“神舟”十号宇宙飞船控制中心的大屏幕上出现的一幅卫星运行轨迹图,它记录了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157.5°,绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时经度为180°……),若地球质量为M,地球半径为R,万有引力恒量为G 。请完成以下问题:

①飞船轨道平面与赤道平面的夹角为               
②飞船绕地球运行的周期(写出分析原因及计算过程)
③飞船运行轨道距地球表面的高度(写出计算过程)。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

有一极地卫星绕地球做匀速圆周运动,该卫星的运动周期为T0/4,其中T0为地球的自转周期.已知地球表面的重力加速度为g,地球半径为R..求:
(1)该卫星一昼夜经过赤道上空的次数n为多少?试说明理由。
(2)该卫星离地面的高度H.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)⑴开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即=k,k是一个对所有行星都相同的常量,将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式;(已知引力常量为G,太阳的质量为。)
⑵开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立,经测定月地距离为3.84×108m,月球绕地球运动的周期为2.36×106s,试计算地球的质量。(引力常量为G=6.67×1011N·m2/kg2,结果保留一位有效数字。)

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

从两个等高的平台上,分别以等大的速率抛出两个完全相同的小球,甲球竖直上抛,乙球竖直下抛,若不计空气阻力,则下列表述正确的是   

A.抛出时两球的动量相同
B.落地时两球的动量不同
C.从抛出到落地的过程,两球受到的冲量相同
D.从抛出到落地的过程,两球受到的冲量不同

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