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“嫦娥一号”和“嫦娥二号”月球探测卫星的圆形绕月轨道距月球表面分别约为200km和100km.当它们在绕月轨道上运行时,两者相比,“嫦娥二号”的(  )
分析:由万有引力充当向心力即可解得周期、线速度、角速度和向心加速度的大小,进而结合半径的大小进行讨论.
解答:解:由万有引力充当向心力知F=
GMm
r2
=m
v2
r
=mω2r=m
4π2r
T2
=ma
解得:T=
r3
GM
,距月球表面越近,周期越小,故A项正确;
v=
GM
r
,距月球表面越近,线速度越大,故B项错误;
ω=
GM
r3
,距月球表面越近,角速度越大,故C错误;
a=
GM
r2
,距月球表面越近,向心加速度越大,故D错误.
故选:A.
点评:本题关键抓住万有引力提供向心力,列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式,再进行讨论.
练习册系列答案
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精英家教网2004年1月,我国月球探测工程经国务院正式批准立项后,该工程被命名为“嫦娥工程”,整个探月工程将分为三期完成,要突破“绕”、“落”和“回”三大关键技术.第一颗绕月卫星命名为“嫦娥一号”,并且“嫦娥二号”于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空,并获得了圆满成功.
假设我国在以后的某次探月中,实现了宇航员登录到月球表面进行科学考察.宇航员到达月球表面后,做了如下实验:用长为L且不可伸长的轻绳拴一个小球,上端固定在O点,如图甲所示,在最低点给小球某一初速度v0,使其绕O点的竖直面内做完整的圆周运动,测得最高点绳的拉力恰好为零.若月球半径R已知,忽略各种阻力.求:
(1)月球表面的重力加速度g
(2)月球的第一宇宙速度v1
(3)若宇航员完成了对月球表面的科学考察任务,乘坐返回舱返回围绕月球做圆周运动的轨道舱.为了安全,返回舱与轨道舱对接时,二者必须具有相同的速度.返回舱在返回过程中需克服月球引力做功W=mgR(1-
Rr
)
,式中各量分别为:返回舱与宇航员的总质量为m,月球表面的重力加速度为g,月球半径为R,轨道舱到月球中心的距离为r,如图乙所示.不计月球表面大气等对返回舱的阻力和月球自转的影响,则该宇航员乘坐的返回舱从月球表面要能返回轨道舱,至少需要获得动能Ek为多少?

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