题目内容

(12分)“嫦娥二号”卫星送入近地点高度200公里、远地点高度38万公里的直接奔月轨道,如图甲所示.卫星奔月飞行约需112小时;当卫星到达月球附近的特定位置时,实施近月制动,进入近月点100公里的椭圆轨道.再经过两次轨道调整,进入100公里的极月圆轨道.

(1)若运载“嫦娥二号”卫星的长征三号丙运载火箭点火后前300 s竖直向上运动的速度图象如图乙所示,前120s火箭的图线可以视为直线.假设在该高度地球对卫星的引力与地面时相同,地面重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力,求:100s时火箭的高度和火箭对“嫦娥二号”的推力(保留3位有效数字).
(2)若月球质量为M,半径为r,月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的“嫦娥二号”卫星在极月圆轨道运行时距月球表面高度为h,忽略“嫦娥二号”卫星在极月圆轨道运行时受到其他星体的影响.求“嫦娥二号”卫星在极月圆轨道的运行周期.(用题给物理量字母表示)

(1)7.44×104N    (2)

解析试题分析:由速度图像可知,
运载火箭点火后前120s内的加速度

由牛顿第二定律得:
解得:F=7.44×104N
(2)“嫦娥二号”卫星在极月轨道运行半
“嫦娥二号”卫星绕月飞行,万有引力提供向心力,有:

在月球表面
联立解得:
考点:本题考查自由落体运动和万有引力定律应用

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