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“神舟”七号飞船的成功发射为我国在2010年实现探月计划--“嫦娥工程”获得了宝贵的经验.假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0,飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道运行.万有引力常量为G,求:
(1)月球的质量M;
(2)月球的第一宇宙速度v;
(3)飞船在圆形轨道绕月球运行一周所需的时间T.
(1)月球表面的物体受到重力等于万有引力
GMm
R2
=mg0

所以M=
g0R2
G

(2)飞船贴近月球表面飞行时的速度为第一宇宙速度,
此时重力等于万有引力提供向心力mg0=
GMm
R2
=m
v2
R

所以v=
g0R

(3)由题可知,飞船的轨道半径r=3R+R=4R
飞船做圆周运动,万有引力提供向心力
GMm
r2
=mr(
T
)2

M=
g0R2
G
代入
解得:T=16π
R
g0

答:(1)月球的质量M为
g0R2
G

(2)月球的第一宇宙速度v为
g0R

(3)飞船在圆形轨道绕月球运行一周所需的时间T为16π
R
g0
练习册系列答案
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在半径为R的某星球上,从高为h的平台上水平踢出一球,欲击中水平面上的A点,若两次踢球的方向都相同,第一次初速度为v1,着地点比A近了a,第二次初速度为v2,着地点却比A远了b,已知万有引力常量为G,求该星球的质量.

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4π2(R+h)3
GT2
B.卫星运行时的线速度为
2πR
T
C.卫星运行时的向心加速度为
4π2h
T2
D.物体在月球表面自由下落的加速度为
4π2R
T2

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已知地球的半径为R,地面的重力加速度为g,引力常量为G,如果不考虑地球自转的影响,那么地球的质量表达式为______,地球平均密度的表达式为______.

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A.月球的第一宇宙速度为
gr
B.嫦娥四号绕月运行的速度为
gr2
R
C.万有引力常量可表示为
r3
ρT2R3
D.嫦娥四号必须减速运动才能返回地球

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

利用下列那组数据,可以计算出地球的质量(已知引力常量G)(  )
A.已知地球的半径R和地面的重力加速度g
B.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度v
C.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和角速度w
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

宇宙中两个相距较近的天体称为“双星”,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,而不致因万有引力的作用吸引到一起.设二者质量分别为m1和m2,二者相距L,万有引力常数为G,
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