题目内容

月球半径约为地球半径的1/4,月球的质量约为地球质量的1/96,据此完成下列问题.(地表处的重力加速度g取10m/s2,第一宇宙速度为7.9km/s,
6
=2.5

(1)月球表面的重力加速度大约是多少?
(2)在月球上要发射一颗环月卫星,则最小发射率速度多少?
(3)美国的“阿波罗Ⅱ号”宇宙飞船登月成功时,宇航员借助一计时表测出近月飞船绕月球一周时间T,可得到月球的平均密度,请求出平均密度的表达式.
分析:先根据重力提供向心力推导出星球表面重力加速度的表达式,可求出月球表面重力加速度与地球表面重力加速度的比值,从而求出月球表面重力加速度;
研究飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动,重力提供向心力列出等式求解.
先推导出月球质量的表达式,密度等于质量除以体积即可求解.
解答:解:
(1)由万有引力公式
GmM
R2
=mg,得g=
GM
R2

则:
g 
g
=
MR2
MR2
=
1
96
×16=
1
6

所以g=
1
6
g=1.7m/s2

(2)由mg=
mv2
R
,得v=
Rg

v
v
=
Rg
Rg
=
1
4
×
1
6
=
1
5

解量:v=1.6km/s
(3)由
GMm
R2
=m(
T
)2
R
  M=
4
3
πR3
可得:ρ=
GT2

答:(1)月球表面的重力加速度大约是1.7m/s2
(2)在月球上要发射一颗环月卫星,则最小发射率速度是1.6km/s.
(3)美国的“阿波罗Ⅱ号”宇宙飞船登月成功时,宇航员借助一计时表测出近月飞船绕月球一周时间T,可得到月球的平均密度,平均密度的表达式为
GT2
点评:求一个物理量之比,我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来,再根据表达式进行比较.
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