题目内容

11.我国的探月工程计划分为“绕”、“落”、“回”三个阶段,“嫦娥三号”探月卫星是其中的第二个阶段.预计在未来几年内将发射的“嫦娥X号”探月卫星有望实现无人自动采样后重返地球的目标.已知地球质量是月球质量的81倍,地球半径是月球半径的4倍.关于“嫦娥X号”探月卫星,下列说法中正确的是(  )
A.它绕月球的最大环绕速度小于7.9km/s
B.它在月球表面重力加速度大于地球表面重力加速度
C.它在月球表面的环绕周期小于它在地球表面的环绕周期
D.它在月球表面受到的引力大于它在地球表面受到的引力

分析 由万有引力提供向心力的加速度,进而可以得到线速度,周期,角速度的比值.

解答 解:
A、B、由万有引力提供向心力得:$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=ma$,解得:$a=\frac{GM}{{r}^{2}}$,故在地球表面的加速度与在月球表面重力加速度之比为$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}=\frac{81}{1}×\frac{{R}^{2}}{(4R)^{2}}=81:16$,
由$a=\frac{{v}^{2}}{r}$,得:$v=\sqrt{ar}$,解得地球表面的环绕速度与在月球表面重力环绕速度之比:${v}_{1}:{v}_{2}=\sqrt{81×4}:\sqrt{16×1}=9:2$,
可知它绕月球的最大环绕速度小于7.9km/s,它在月球表面重力加速度小于地球表面重力加速度.故A正确,B错误
C、由$T=\frac{2πr}{v}$,得在地球表面的周期与在月球表面周期之比:${T}_{1}:{T}_{2}=\frac{4}{9}:\frac{2}{1}=8:9$,可知在月球表面的环绕周期大于它在地球表面的环绕周期.故C错误
D、由月球与地球表面的重力近似等于万有引力$F=\frac{GMm}{{r}^{2}}$得:$\frac{{F}_{地}}{{F}_{月}}=\frac{{M}_{地}}{{M}_{月}}•(\frac{{r}_{月}}{{r}_{地}})^{2}=81×(\frac{1}{4})^{2}=\frac{81}{16}$,可知它在月球表面受到的引力小于它在地球表面受到的引力.故D错误.
故选:A

点评 本题是简单的万有引力和圆周运动基本公式的应用,属于比较基础的内容.

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