题目内容
【题目】我国航天人为实现中华民族多年的奔月梦想,正在向着“绕、落、回”的第三步进军,未来将有中国的航天员登上月球。假如航天员在月球上测得摆长为l的单摆做n次小振幅全振动的时间为t。已知月球可视为半径为r的质量分布均匀的球体,引力常量为G,不考虑月球自转的影响。求:
(1)月球表面的重力加速度g月;
(2)绕月探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的周期T0;
(3)月球的密度ρ。
【答案】(1)g月=4π2n2l/t2;(2);(3)。
【解析】试题分析:(1)单摆的振动周期T=t/n……(1分)根据单摆周期公式可知,
月球表面的重力加速度g月=4π2n2l/t2…(2分)
(2)设质量为m的探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的周期为T0,根据牛顿第二定律有 mg月=4π2m r/T02…(2分)解得…(1分)
(3)设月球质量为M,近月球表面探测器的质量为m,根据万有引力定律和牛顿第二定律有或……(2分)解得…(1分)
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