Question

（18分）航天宇航员在月球表面完成了如下实验：如图所示，在月球表面固定一竖直光滑圆形轨道，在轨道内的最低点，放一可视为质点的小球，当给小球水平初速度v₀时，小球刚好能在竖直面内做完整的圆周运动。已知引力常量为G，圆形轨道半径为r，月球的半径为R。求:

（1）月球表面的重力加速度g；

（2）月球的质量M；

（3）若在月球表面上发射一颗环月卫星，其最小发射速度。

 

Answer 1

【答案】

（1）  （2）  （3）

【解析】（1）（2）设小球的质量为m ，月球质量为M ，月球表面的重力加速度为g

       因球刚好完成圆周运动，小球在最高点有　　　 ①

       从最低点至最高点的过程有  　 ②

       联解①②得 ， 对在月球表面的物体有     ③

 解得M=gR²/G=

（3）在月球表面发射卫星的最小速度为月球第一宇宙速度v₁ ， 有   ④   

联解得