- 万有引力定律及其应用
- 共7173题
月球质量是地球质量的,月球半径是地球半径的
,在距月球表面56m高处,有一个质量为60千克的物体自由下落。试求:
(1)它落到月球表面需要多长时间?
(2)它在月球上的“重力”跟在地球上是否相等?
正确答案
(1)8s
(2)不等
登月舱在离月球表面112km的高空绕月球运行,运行周期为120.5min,已知月球半径为1.7×103km,试估算月球的质量.
正确答案
设登月舱的质量为m,月球的质量为M,月球的半径为r月,登月舱离月球表面的距离为r.
对于登月舱,根据万有引力等于向心力,则得:
F引=G
能绕月球做圆周运动,所以向心力的大小为
F向=m(r月+r)()2
因为 F引=F向,所以得:G=m(r月+r)(
)2r
得:M=
将已知的数据代入上式,可得月球的质量
M=kg=6.73×1022kg
答:月球的质量为6.73×1022kg.
天文工作者观测到某行星的半径为R1,自转周期为T1,它有一颗卫星,轨道半径为R2,绕行星公转周期为T2。若万有引力常量为G,求:
(1)该行星的平均密度;
(2)该行星的地表重力加速度;
(3)该行星同步卫星的运行轨道半径。
正确答案
解:(1)得到
又
(2)在地表,有
有
(3)
有
中国的探月计划分三个阶段,2007年10月24日18时05分,搭载着我国首颗探月卫星“嫦娥一号”的长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心三号塔架点火发射,这是第一阶段,卫星将环月飞行,拍摄一些月球表面的三维图象.第二阶段,探测器将在月球上实现软着陆.而在第三阶段,中国将发射一个能收集月球样品,并能重返地球的宇宙飞行器.中国计划在2017年实现返回式月球软着陆器对月球进行科学探测,如图所示,届时将发射一颗运动半径为r的绕月卫星,登月着陆器从绕月卫星出发,沿椭圆轨道降落到月球的表面上,与月球表面经多次碰撞和弹跳停下来.假设着陆器第一次弹起的最大高度为h,水平速度为v1,第二次着陆时速度为v2,已知月球半径为R,着陆器质量为m,不计一切阻力和月球的自转.求:
(1)月球表面的重力加速度g月.
(2)在月球表面发射一颗月球卫星的最小发射速度是多大?
正确答案
(1)根据动能定理得 m
-
m
=mg月h g月=
.
(2)由mg月=m得 v=
=
答:(1)月球表面的重力加速度g月是.
(2)在月球表面发射一颗月球卫星的最小发射速度是.
“嫦娥奔月”工程中我国发射的“嫦娥一号”卫星成功进入近月轨道.已知此卫星绕月球飞行一圈的时间为t.试据此求出月球的平均密度.(引力常量G已知)
正确答案
设月球质量为M,半径为R,卫星的质量为m,周期为t,
月球给卫星的万有引力充当卫星运动的向心力,即:
=m(
)2R
而ρ=
联解得:ρ=
答:月球的平均密度为
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