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2010年10月1日下午18时59分57秒,中国探月二期工程先导星“嫦娥二号”在西昌点火升空,准确入轨,赴月球拍摄月球表面影象、获取极区表面数据,为嫦娥三号在月球软着陆做准备.因此同学们对月球也有了更多的关注.
(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;
(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球,经过时间t,小球落回抛出点.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
分析:(1)根据月球受到的引力等于向心力,在地球表面重力等于万有引力列式求解;
(2)先根据平抛运动的知识求出月球表面的重力加速度,再根据月球表面重力等于万有引力列式求解.
解答:解:(1)根据万有引力定律和向心力公式:
G
MM
r2
=M(
T
)2r
    …①
mg=G
Mm
R2
      …②
联立解得:r=
3
gR2T2
4π2
 
(2)设月球表面处的重力加速度为g月,根据题意:
V0=
gt
2
     …③
g=
GM
r2
         …④
联立解得:M=
2V0r2
GT

答:(1)月球绕地球运动的轨道半径是
3
gR2T2
4π2

(2)月球的质量是
2V0r2
GT
点评:本题关键是要抓住星球表面处物体的重力等于万有引力,求得重力加速度,运用平抛运动的知识求出重力加速度,以及卫星所受的万有引力提供向心力进行列式求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

2010年10月1日,“嫦娥二号”卫星发射成功.作为我国探月工程二期的技术先导星,“嫦娥二号”的主要任务是为“嫦娥三号”实现月面软着陆开展部分关键技术试验,并继续进行月球科学探测和研究.如图所示,“嫦娥二号”卫星的工作轨道是100km环月圆轨道Ⅰ,为对“嫦娥三号”的预选着陆区--月球虹湾地区(图中B点正下方)进行精细成像,“嫦娥二号”在A点将轨道变为椭圆轨道Ⅱ,使其近月点在虹湾地区正上方B点,大约距月面15km.下列说法中正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?万州区模拟)2010年10月1日“嫦娥二号”探月卫星升空后,首先进入周期为T的近地圆轨道,然后在地面指令下经过一系列的变轨后最终被月球捕获,经两次制动后在近月轨道绕月球做匀速圆周运动.已知地球表面的重力加速度与月球表面的重力加速度之比为6:1,地球半径与月球半径之比为4:1.根据以上数据,“嫦娥二号”绕月球运动时的周期近似为(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网“嫦娥二号”探月卫星于2010年10月1日18时59分在西昌卫星中心发射升空,沿地月转移轨道直奔月球,6日在距月球表面100km的近月点P处,第一次“刹车制动”后被月球捕获,进入椭圆轨道I绕月飞行.这次减速只有一次机会,如果“刹车”力度不够,卫星会飞出月球的引力范围,不被月球捕获,从而不能环绕月球运动.如果刹车力度过大,卫星就可能撞上月球,其后果同样不堪设想.之后卫星在P点又经过两次“刹车制动”,最后在距月球表面100km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动,其整个过程的运动轨迹如图所示.下列说法中正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

①(供选学物理1-1的考生做)
2010年10月1日18点59分57秒我国发射了嫦娥二号探月卫星,如图所示,其中A为嫦娥二号卫星,它绕月球O运行的轨道可近似看作圆.嫦娥二号卫星运行的轨道半径为r,月球的质量为M.已知万有引力常量为G.求:
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(1)嫦娥二号卫星做匀速圆周运动的向心加速度大小;
(2)嫦娥二号卫星绕月运行的周期.
②(供选学物理3-1的考生做)
如图所示,A 是地球的同步卫星,其轨道位于赤道平面内,相对地面静止,具有很高的应用价值. 已知地球半径为R,地球自转角速度为ω 0,地球表面的重 力加速度为g,万有引力常量 为 G,O 为地 球的球 心. 求:
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(1)地球的近似质量;
(2)同步卫星离地面的高度.

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科目:高中物理 来源: 题型:

2010年10月1日18时59分57秒,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭将“嫦娥二号”卫星成功送入太空.已知地球自转周期 T0,月球半径R,卫星距离月球表面的高度h,月球表面的重力加速度g,万有引力常量G.下列说法中正确的是(  )
A、月球的质量M=
gR2
G
B、卫星的角速度与地球自转的角速度之比为 
T0
gR2
R+h3
C、月球的密度ρ=
3Gg
4πR
D、卫星绕月球运行的速率v=
gR+h

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