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    若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L．已知月球半径为R，若在月球上发射一颗卫星，使它在月球表面附近绕月球做圆周运动．万有引力常量为G，求
    （1）该卫星的周期；
    （2）月球的质量．
    （1）竖直方向上：h=
    1
    2
    gt2
    水平方向上：L=v0t
    解得：g=
    2v02h
    L2

    设卫星的质量为m，则mg=m
    4π2
    T2
    R
    解得：T=
    2πL
    v0
    R
    2h

    （2）月球表面附近满足：mg=G
    Mm
    R2
    ．
    解得：M=
    2v02hR2
    GL2
    ．
    答：（1）卫星的周期为
    2πL
    v0
    R
    2h
    ．
    （2）月球的质量为
    2v02hR2
    GL2
    ．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    图示是我国的“探月工程”向月球发射一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”过程简图．月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备．设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，飞船上备有以下实验仪器：
    A．计时表一只，B．弹簧秤一把，C．已知质量为m的物体一个，D．天平一只（附砝码一盒）．
    在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t．飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量，利用上述两次测量的物理量可出推导出月球的半径和质量．（已知万有引力常量为G），要求：
    （1）说明机器人是如何进行第二次测量的？
    （2）试推导用上述测量的物理量表示的月球半径和质量的表达式．
    （3）若已知R月=
    1
    4
    R地，g月=
    1
    6
    g地，则近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的多少倍？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    中国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施：首先在2007年发射环绕月球的卫星“嫦娥一号”，深入了解月球；到2012年发射月球探测器，在月球上进行实地探测；到2017年送机器人上月球，建立观测站，实地实验采样并返回地球，为载人登月及月球基地选址做准备．设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船登陆月球，在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，飞船上备有以下实验仪器：A．计时表一只，B．弹簧秤一把，C．已知质量为m的物体一个，D．天平一只（附砝码一盒）．宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t．飞船在月球上着陆后，宇航员利用所带的仪器又进行了第二次测量，并利用测量结果计算出了月球的半径和质量．若已知万有引力常量为G，则：
    （1）说明宇航员是如何进行第二次测量的？
    （2）利用宇航员测量的量（用符号表示）来求月球的半径和质量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备．设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，飞船上备有以下实验仪器：A．计时表一只，B．弹簧秤一把，C．已知质量为m的物体一个，D．天平一只（附砝码一盒）．在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t．飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量，科学家利用上述两次测量数据便可计算出月球的半径和质量．若已知万有引力常量为G，则：
    （1）简述机器人是如何通过第二次测量物体在月球所受的重力F
    （2）试利用测量数据（用符号表示）求月球的半径和质量．

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    科目：高中物理 来源：2014届浙江省浙东北三校高一下学期期中联考物理试卷（解析版） 题型：计算题

    寻找地外文明与地球外的生存环境一直是科学家们不断努力的目标。如图所示是我国的“探月工程”向月球发射一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”过程简图．月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备．现设想你是宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，飞船上备有以下实验仪器：A．计时表一只，B．弹簧秤一把，C．已知质量为m的物体一个，D．天平一台(附砝码一盒)．在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，你已测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为T．为了能测算出月球的半径和质量，飞船的登月舱在月球上着陆后，你遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量．（已知万有引力常量为G），求：

    （1）说明你给机器人发的指令,如何让它进行第二次测量的？

    （2）试推导用上述测量的物理量表示的月球半径和质量的表达式．

     (3)若已知，则可以推知近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的多少倍？

     

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    科目：高中物理 来源：2013届安徽省合肥三校高一下学期期末联考物理试卷（解析版） 题型：计算题

    中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备。设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，飞船上备有以下实验仪器：A.计时表一只，B.弹簧秤一把，C.已知质量为m的物体一个，D.天平一只（附砝码一盒）。在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用时间为t，飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行第二次测量，科学家利用上述两次测量数据便可计算出月球的半径和质量。若已知万有引力常量为G，则：

    （1）遥控机器人在第二次测量中利用所携带的什么仪器完成物体在月球所受重力F的测量。

    （2）试利用测量数据（用符号表示）球月球的半径和质量。

     

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