题目内容
(2008?广州模拟)10月24日,“中国嫦娥一号”告别“故乡”发射升空,开始出使月球的旅程.它首先被送入近地点200公里、远地点约5.1万公里、运行周期约为16小时的地球同步转移轨道,在此轨道上运行总计数10小时之后,嫦娥一号卫星进行第1次近地点加速,将自己送入周期为24小时的停泊轨道上,在停泊轨道飞行3天后,嫦娥一号实施第2次近地点加速,将自己送入远地点高度12.8万公里、周期为48小时的大椭圆轨道,10月31日,嫦娥一号实施第3次近地点加速,进入远地点高度为38万公里的奔月轨道,开始向着月球飞去.11月5日,来到月球面前的高速飞行的嫦娥一号卫星放缓了自己的脚步,开始第一次“刹车”制动,以使自己被月球捕获,之后,经过第二次、第三次的制动,嫦娥一号卫星绕月运行的椭圆轨道逐步变为轨道周期127分钟、轨道高度200公里的环月轨道.月球的半径为1.7×106m,则月球表面的重力加速度为多少?地球表面的重力加速度约为月球表面重力加速度的几倍?(地球表面g=9.8m/s2)
分析:根据万有引力提供向心力,以及万有引力等于重力得出月球表面的重力加速度,从而得出地球表面重力加速度是月球表面重力加速度的倍数.
解答:解:嫦娥一号绕月球作圆周运动,由万有引力提供向心力,设轨道半径为r,月球半径为R,则G
=mω2r
其中 ω=
r=h+R
设月球表面重力加速度为g′,对月球上质量为m′的物体,有G
=mg′
联立以上各式,可得g′=
代入数据,可解得g′=1.6m/s2
地球表面重力加速度为月球表面重力加速度的倍数为
K=
=6
答:月球表面的重力加速度为1.6m/s2,地球表面的重力加速度约为月球表面重力加速度的6倍.
Mm |
r2 |
其中 ω=
2π |
T |
r=h+R
设月球表面重力加速度为g′,对月球上质量为m′的物体,有G
Mm′ |
R2 |
联立以上各式,可得g′=
4π2(R+h)3 |
T2R2 |
代入数据,可解得g′=1.6m/s2
地球表面重力加速度为月球表面重力加速度的倍数为
K=
g |
g′ |
答:月球表面的重力加速度为1.6m/s2,地球表面的重力加速度约为月球表面重力加速度的6倍.
点评:解决本题的关键掌握万有引力提供向心力以及万有引力等于重力,并能灵活运用.
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