题目内容
8.(1)月球的质量M是多大?
(2)“嫦娥一号”经绕月飞行的椭圆轨道远月点B时的加速度多大?“嫦娥一号”经绕月飞行的椭圆轨道近月点A时欲变轨进入如图圆轨道,应该向前还是向后喷气?
(3)操控飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲经过最低点,座位对宇航员的作用力F是多大?
分析 (1)嫦娥一号卫星绕月球做圆周运动,万有引力提供向心力,由牛顿第二定律与万有引力公式求出月球的质量.
(2)应用万有引力公式与牛顿第二定律分析答题.
(3)应用万有引力公式与牛顿第二定律求出座椅对宇航员的作用力.
解答 解:(1)万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:
G$\frac{Mm}{(R+h)^{2}}$=m$(\frac{2π}{T})^{2}$(R+h),解得,月球质量:M=$\frac{4{π}^{2}(R+h)^{3}}{G{T}^{2}}$;
(2)由牛顿第二定律得:G$\frac{Mm}{(R+H)^{2}}$=ma,解得:a=$\frac{4{π}^{2}(R+h)^{3}}{(R+H)^{2}{T}^{2}}$,
“嫦娥一号”经绕月飞行的椭圆轨道近月点A时欲变轨进入圆轨道,
轨道半径变小,飞船要做近心运动,飞船需要加速,飞船应向后喷气;
(3)对宇航员,由牛顿第二定律得:F-G$\frac{Mm}{{R}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,
解得,作用力:F=$\frac{{4π}^{2}m(R+h)^{3}}{{R}^{2}{T}^{2}}$+$\frac{m{v}^{2}}{r}$;
答:(1)月球的质量M是$\frac{4{π}^{2}(R+h)^{3}}{G{T}^{2}}$;
(2)“嫦娥一号”经绕月飞行的椭圆轨道远月点B时的加速度为$\frac{4{π}^{2}(R+h)^{3}}{(R+H)^{2}{T}^{2}}$,飞船应该向后喷气;
(3)操控飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲经过最低点,座位对宇航员的作用力F是:$\frac{{4π}^{2}m(R+h)^{3}}{{R}^{2}{T}^{2}}$+$\frac{m{v}^{2}}{r}$.
点评 本题考查了万有引力定律的应用,知道万有引力提供向心力是正确解题的关键,应用万有引力公式、牛顿第二定律可以解题,本题是常规题.
| A. | 大人加速下滑,小孩减速下滑,两者加速度大小相同 | |
| B. | 大人加速下滑,小孩减速下滑,两者加速度大小不同 | |
| C. | 大人减速下滑,小孩加速下滑,两者加速度大小不同 | |
| D. | 两人都减速下滑,但加速度不同 |
| A. | 沿着粗糙的斜面匀加速下滑的物体 | |
| B. | 杂技演员用细绳牵着的在竖直平面内做圆周运动的“小流星”(不计空气阻力) | |
| C. | 悬挂在竖直弹簧下正在振动的小球 | |
| D. | 绕地球沿着椭圆轨道运动的人造地球卫星 |
| A. | 稍大于v2 | B. | 稍小于v2 | C. | 等于v2 | D. | 稍小于v1 |
| A. | Ek2:Ek1=4:1 | B. | Ek2:Ek1=3:1 | C. | E2:E1=2:1 | D. | E2:E1=1:1 |
| A. | 在AB段,质点静止 | |
| B. | 在BD段,质点做匀减速直线运动 | |
| C. | 在0ABCDE整个过程中,质点做匀变速直线运动 | |
| D. | 在0A和CD段,质点都做匀加速直线运动 |