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2007年l0月24日,“嫦娥一号”探测器从西昌卫星发射中心由长征三号甲运载火箭发射成功,进入地球轨道运行,经多次变轨,脱离地球轨道,进入月球轨道绕月运行.已知地球表面的重力加速度为g,地球半径为R,月球的质量约为地球质量的
1
81
,月球的半径约为地球半径的
1
4
,则
(1)若“嫦娥一号”在地球表面附近的圆形轨道上运行,求“嫦娥一号”此时的运行速率;
(2)若“嫦娥一号”在月球表面附近的圆形轨道上运行,求“嫦娥一号”此时的运行速率.
分析:1、在地球表面万有引力等于重力G
Mm
R2
=mg
,嫦娥一号”在地球表面附近的圆形轨道上运行,万有引力提供向心力G
Mm
R2
=m
v2
R
,联立解得运行速率.
2、若“嫦娥一号”在月球表面附近的圆形轨道上运行,万有引力提供向心力G
M月m
R月2
=m
v月2
R月
,得v月=
GM月
R月
,再根据地球和月球的质量关系和半径关系可解得此时的运行速率.
解答:解:(1)在地球表面万有引力等于重力G
Mm
R2
=mg
,所以GM=R2g
“嫦娥一号”在地球表面附近的圆形轨道上运行,万有引力提供向心力G
Mm
R2
=m
v2
R
,得v=
GM
R
,所以v=
gR
.
(2)若“嫦娥一号”在月球表面附近的圆形轨道上运行,万有引力提供向心力G
M月m
R月2
=m
v月2
R月
,得v月=
GM月
R月
,所以v月=
G
1
81
M
 
1
4
R
 
=
2
9
v
=
2
9
gR
.
答:(1)若“嫦娥一号”在地球表面附近的圆形轨道上运行,“嫦娥一号”此时的运行速率为
gR
;
(2)若“嫦娥一号”在月球表面附近的圆形轨道上运行,“嫦娥一号”此时的运行速率
2
9
gR
.
点评:解决本题的关键掌握万有引力等于重力G
Mm
R2
=mg
,知道“嫦娥一号”不论在地球表面还是在月球表面轨道做圆周运动,都是靠万有引力提供向心力.
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