题目内容
宇航员在月球表面完成下面实验:在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部最低点静止一质量为m的小球(可视为质点)如图所示,当施加给小球一瞬间水平冲量I时,刚好能使小球在竖直面内做完整的圆周运动.已知圆弧轨道半径为r,月球的半径为R,万有引力常量为G..(1)若在月球表面上发射一颗环月卫星,所需最小发射速度为多大?
(2)轨道半径为2R的环月卫星周期为多大?
解:在轨道最低点:
I=mv0
刚好完成圆周运动,在最高点:
(2分) 小球从最低点到最高点过程中机械能守恒:
(2分) 联立得:
设最小发射速度为v:
(1分)
(1分) 得:
(1分) (2)设环月卫星周期为T
(2分)
(1分)
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