题目内容
(2011?郑州一模)2010年10月11日上午11时32分,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,“嫦娥二号”卫星成功实施第三次近月制动,顺利进入轨道高度为100公里的圆形环月工作轨道.已知“嫦娥二号”卫星绕月运动的周期约为118分钟,月球绕地球运动的轨道半径与“嫦娥二号”卫星绕月球运动的轨道半径之比约为220:1.利用上述数据以及日常的天文知识,可估算出地球对“嫦娥二号”卫星绕月运动时的万有引力与此时月球对它的万有引力的比值约为( )
分析:月球的公转周期约30天,由题可得到月地距离的大约值,月球绕地球做圆周运动时,由地球的万有引力提供向心力,由牛顿第二定律可得到地球的质量.同理,“嫦娥二号”卫星绕月运行时,由月球的万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得到引力的表达式,即可求解.
解答:解:设地球和月球对“嫦娥二号”卫星的引力分别为F1和F2.已知r月卫=100km=105m,T月卫=118min=7080s,由于月球距离r月地远大于r月卫,则地球与“嫦娥二号”卫星的距离r月卫≈r地月=220r月卫.
对于月球,有 G
=m月
,T月≈30天=30×24×3600s,r月地=220r月卫=220×105m,G=6.67×10-11N?kg2/m2,解得,M地≈6×1024kg
对于卫星,有 F1=G
,F2=m月
,
则得,
=
,代入解得,
≈2×10-3.
故选D
对于月球,有 G
| M地m月 | ||
|
| 4π2r月地 | ||
|
对于卫星,有 F1=G
| M地m月 | ||
|
| 4π2r月卫 | ||
|
则得,
| F1 |
| F2 |
M地
| ||
|
| F1 |
| F2 |
故选D
点评:本题首先要合理近似,求出地球和卫星间的距离,再根据万有引力等于向心力,求解地球的质量,并且用同样的方法求出月球对卫星的万有引力定律,数据比较复杂,要有耐心,计算要细心.
练习册系列答案
相关题目