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【题目】“嫦娥一号”卫星成功撞击月球,“嫦娥一号”卫星撞月前在离月球表面高度(约200km)的轨道上绕月球运行,经减速、下落等过程完成了撞月的壮举,在卫星撞月前和撞月过程中科学家收集了下列数据:①卫星绕月球运行的周期;②卫星绕月球做圆周运动的线速度v1;③卫星从减速开始到撞击月球表面所用的时间t1;④卫星撞击月球表面时的速度v2。已知万有引力常量为,试根据上述测量数据求:
(1)月球半径R;
(2)月球的质量M月;
(3)设卫星在靠近月球时垂直其表面加速下降,则卫星在撞击月球表面前一小段时间Δt内的位移x多大。
【答案】(1) (2) (3)
【解析】解:(1)由线速度定义式可得:
解得:
(2)月球对卫星的万有引力提供向心力,根据向心力公式有:
解得:
(3)卫星在月球表面重力近似等于万有引力,设月球表面的重力加速度为g月,有:
解得:
卫星在最后Δt时间内的位移,用逆过程可以看成是以初速度v2做匀减速运动,则Δt时间内的位移为
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