题目内容
【题目】如下图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图.首先在发动机作用下,探测器受到推力在距月球高度为
处悬停(速度为0,
远小于月球半径);接着推力改变,探测器开始竖直下降,到达距月面高度为
处的速度为
,此后发动机关闭,探测器仅受重力下落至月面.已知探测器总质量为
(不包括燃料),地球和月球的半径比为
,质量比为
,地球表面附近的重力加速度为
,求:
![]()
(1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小;
(2)从开始竖直下降到刚接触月面时,探测器机械能的变化。
【答案】(1)
;
;(2) ![]()
【解析】(1)设地球质量和半径分别为M和R,月球的质量、半径和表面的重力加速度分别为M′、R′和g′,探测器刚接触月球表面时的速度大小为v1;
由mg′=G
和mg=G
,得:g′=
g
由vt2v2=2g′h2,得:vt=
;
(2)设机械能变化量为△E,动能变化量为△Ek,重力势能变化量为△Ep;
由△E=△Ek+△Ep
有△E=
m(v2+
)-m
gh1
得:△E=
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