“神舟”七号飞船的成功发射为我国在2010年实现探月计划--“嫦娥工程”获得了宝贵的经验.假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0,飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道运行.万有引力常量为G,求:(1)月球的质量M;(2)月球的第一宇宙速度v;(3)飞船在圆形轨道绕月球运行一周所需的时间T.

问题描述:

“神舟”七号飞船的成功发射为我国在2010年实现探月计划--“嫦娥工程”获得了宝贵的经验.假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0,飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道运行.万有引力常量为G,求:
(1)月球的质量M;
(2)月球的第一宇宙速度v;
(3)飞船在圆形轨道绕月球运行一周所需的时间T.

(1)月球表面的物体受到重力等于万有引力GMmR2=mg0所以M=g0R2G(2)飞船贴近月球表面飞行时的速度为第一宇宙速度,此时重力等于万有引力提供向心力mg0=GMmR2=mv2R所以v=g0R(3)由题可知,飞船的轨道半径r=3R+R=4R...
答案解析:1、忽略月球自转,在月球表面的物体受到的重力等于万有引力

GMm
R2
=mg0,化简可得月球的质量.
2、近月卫星的运行速度就是月球的第一宇宙速度,根据重力提供向心力列式计算即可.
3、飞船做圆周运动,万有引力提供向心力
GMm
r2
=mr(
T
)2
,化简得飞船在圆形轨道绕月球运行一周所需的时间T.
考试点:万有引力定律及其应用.

知识点:解答本题知道飞船所受的万有引力提供向心力,利用周期与线速度表示向心力,然后结合万有引力定律求解,还要知道重力近似等于万有引力求引力加速度.解答时注意公式的化简.