我国已启动“登月工程”.设想在月球表面上,宇航员测出小物块*下落h高度所用时间为t.当飞船在靠近月球表面圆轨道上飞行时,测得其环绕周期是T,已知引力常量为G.根据上述各量

问题描述:

我国已启动“登月工程”.设想在月球表面上,宇航员测出小物块*下落h高度所用时间为t.当飞船在靠近月球表面圆轨道上飞行时,测得其环绕周期是T,已知引力常量为G.根据上述各量,试求:
(1)月球表面的重力加速度;
(2)月球的质量.

设飞船质量为m,月球的质量为M,月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g
(1)由*落体运动规律有:h=

1
2
gt2                                
g=
2h
t2

(2)由牛顿第二定律和万有引力定律得:
mg=m(
T
2R        ②
GMm
R2
=m(
T
2R      ③
由①②③解得:M=
h3T4
2Gπ4t6

答:(1)月球表面的重力加速度为g=
2h
t2

(2)月球的质量为M=
h3T4
2Gπ4t6