题目内容
航天宇航员在月球表面完成了如下实验:如图所示,在月球表面固定一竖直光滑圆形轨道,在轨道内的最低点,放一可视为质点的小球,当给小球水平初速度v0时,小球刚好能在竖直面内做完整的圆周运动。已知圆形轨道半径为r,月球的半径为R 。若在月球表面上发射一颗环月卫星,求最小发射速度。
解:设小球的质量为m ,月球质量为M ,月球表面的重力加速度为g
因球刚好完成圆周运动,小球在最高点有
①
从最低点至最高点的过程有
②
联解①②得
,对在月球表面的物体有
③
在月球表面发射卫星的最小速度为月球第一宇宙速度v1,有
④
联解得
。
因球刚好完成圆周运动,小球在最高点有
从最低点至最高点的过程有
联解①②得
在月球表面发射卫星的最小速度为月球第一宇宙速度v1,有
联解得
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