题目内容
【题目】(题文)据报道,“嫦娥一号”月球探测卫星已于2007年在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空,正式开始我国探测月球的太空之旅。已知月球的半径为R。
(1)如图所示,在月球表面,有一倾角为θ的斜坡。以初速度v0向斜坡水平抛出一个小球,测得经过时间t,小球垂直落在斜坡上的C点。若在月球上发射一近月卫星,则最小发射速度多大?
(2)“嫦娥一号”月球探测卫星变轨后沿圆形轨道环绕月球运行,运行周期为T。求卫星离月球表面的高度。
【答案】(1) (2)
【解析】
(1)先由平抛运动规律求出重力加速度,再根据万有引力提供圆周运动向心力,求出最小发射速度;(2)根据万有引力提供向心力和月球表面的重力等于万有引力,联立方程计算卫星距离月球表面的高度.
(1)小球做平抛运动,由速度的合成与分解图,如图
由图可知,其中
解得:
根据万有引力 等于重力得:
解得:
(2)设月球质量为M,卫星质量为m,由万有引力定律和牛顿第二定律得:
在月球表面附近对任一物体,有:
解得卫星离月球表面的高度
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