题目内容
(13分)2013年12月2日1时30分我国发射的“嫦娥三号”探月卫星于12月14日晚9时11分顺利实现了“月面软着陆”,该过程的最后阶段是:着陆器离月面h高时速度减小为零,为防止发动机将月面上的尘埃吹起,此时要关掉所有的发动机,让着陆器自由下落着陆.己知地球质量是月球质量的81倍,地球半径是月球半径的4倍,地球半径R0=6.4X106m,地球表面的重力加速度g0=10m/s2,不计月球自转的影响(结果保留两位有效数字).
(1)若题中h=3.2m,求着陆器落到月面时的速度大小;
(2)由于引力的作用,月球引力范围内的物体具有引力势能.理论证明,若取离月心无穷远处为引力势能的零势点,距离月心为r的物体的引力势能,式中G为万有引力常数,M为月球的质量,m为物体的质量.求着陆器仅依靠惯性从月球表面脱离月球引力范围所需的最小速度.
(1)υ=3.6m/s(2)υ0=2.5×103m/s
解析试题分析:(1)设月球质量为M、半径为R,月面附近重力加速为g,着陆器落到月面时的速度为υ
忽略月球自转,在月球表面附近质量为m的物体满足: ① (2分)
设地球的质量为M0,同理有: ② (2分)
着陆器自由下落过程中有:υ2=2gh ③ (2分)
由①②③式并带入数据可得:υ=3.6m/s (3分)
(2)设着陆器以速度υ0从月面离开月球,要能离开月球引力范围,则至少要运动到月球的零引力处,即离月球无穷远处。在着陆器从月面到无穷远处过程中,由能量关系得: ④ (2分)
由①②④式并带入数据可得:υ0=2.5×103m/s (2分)
考点:考查了万有引力定律的综合应用
有两颗质量均匀分布的行星A和B,它们各有一颗靠近表面的卫星a和b,若这两颗卫星a和b的周期相等,由此可知( )
A.卫星a和b的线速度一定相等 |
B.行星A和B的质量一定相等 |
C.行星A和B的密度一定相等 |
D.行星A和B表面的重力加速度一定相等 |