题目内容
“嫦娥工程”计划在第二步向月球发射一个软着陆器,在着陆器附近进行现场勘测.已知地球的质量为月球质量的81倍,地球的半径为月球半径的4倍,地球表面的重力加速度为g地=10m/s2,假设将来测得着陆器撞击月球表面后竖直向上弹起,2s后落回月球表面.求它弹起时的初速度v0(不考虑地球和月球的自转).
分析:在星球表面的物体受到的重力等于万有引力mg=G
,在地球表面:G
=mg地,在月球表面:G
=mg月,根据地球和月球的质量和半径的比值关系,可以计算出月球表面的重力加速度.
再根据竖直上抛的特点,速度具有对称性,即竖直上抛的初速度等于落回时的速度大小,由速度公式可求出初速度.
Mm |
r2 |
M1m |
R12 |
M2m |
R22 |
再根据竖直上抛的特点,速度具有对称性,即竖直上抛的初速度等于落回时的速度大小,由速度公式可求出初速度.
解答:解:设地球和月球的质量分别为M1和M2,半径分别为R1和R2,月球表面的重力加速度为g月.设着陆器的质量为m,则
在地球表面:G
=mg地
在月球表面:G
=mg月
又M1=81M2、R1=4R2
得:g月=
g地
由竖直上抛的规律有:t=
.
代人数据得:v0=2m/s.
答:它弹起时的初速度v0为2m/s.
在地球表面:G
M1m |
R12 |
在月球表面:G
M2m |
R22 |
又M1=81M2、R1=4R2
得:g月=
16 |
81 |
由竖直上抛的规律有:t=
2v0 |
g月 |
代人数据得:v0=2m/s.
答:它弹起时的初速度v0为2m/s.
点评:本题要知道,在星球表面的物体受到的重力等于万有引力mg=G
,不论在地球表面还是月球表面都有这样的结论.
Mm |
r2 |
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