题目内容
我国未来将建立月球基地,并在近月轨道上建造空间站.若宇航员测得空间站在月球表面附近圆形轨道运行的周期为T,已知万有引力常量为G,月球的半径为R,由此可估算出( )
分析:空间站贴近月球表面做匀速圆周运动,由月球的万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律和密度公式分析能否求出月球的质量和密度.根据月球对卫星的万有引力等于卫星的重力,得到月球表面的重力加速度.
解答:解:A、空间站贴近月球表面做匀速圆周运动,由月球的万有引力提供向心力,列出等式,其中空间站的质量消去,无法求解空间站的质量,故A错误
B、设该空间站的运行周期为T、质量为m,月球的半径为R、质量为M,则
=m(
)2R
M=
,即可求出月球的质量M,不能求出空间站m.
月球的密度为ρ=
=
,即可求出月球的密度.故B正确
C、由mg=m(
)2R,则月球表面的重力加速度g=
,即可求出月球表面的重力加速度.故C正确
D、月球上的第一宇宙速度是月球近表面运行的速度,所以月球上的第一宇宙速度v=
,故D正确
故选BCD.
B、设该空间站的运行周期为T、质量为m,月球的半径为R、质量为M,则
GMm |
R2 |
2π |
T |
M=
4π2R3 |
GT2 |
月球的密度为ρ=
M |
V |
3π |
GT2 |
C、由mg=m(
2π |
T |
4π2R |
T2 |
D、月球上的第一宇宙速度是月球近表面运行的速度,所以月球上的第一宇宙速度v=
2πR |
T |
故选BCD.
点评:研究空间站绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式求解.
练习册系列答案
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A、图中航天飞机在飞向E处的过程中,月球引力做正功,所以在E处由椭圆轨道可直接进入空间站圆周轨道,不需要变速 | B、如果忽略月球引力的影响,“嫦娥一号”通过远地点A,B,C,D时,在D点线速度最大,加速度最小 | C、根据题中条件可以算出月球质量 | D、如果忽略月球引力的影响,“嫦娥一号”通过远地点A,B,C,D时,和地球系统所决定的机械能,A点最大,D点最小 |