“嫦娥一号”的成功发射,为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步.若在月球表面高h处以初速度v0水平抛出一个物体,然后测量该平抛物体的水平位移为x.通过查阅资料知道月
问题描述:
“嫦娥一号”的成功发射,为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步.若在月球表面高h处以初速度v0水平抛出一个物体,然后测量该平抛物体的水平位移为x.通过查阅资料知道月球的半径为R,引力常量为G,若物体只受月球引力的作用,请你求出:
(1)月球表面的重力加速度g;
(2)月球的质量M;
(3)环绕月球表面的宇宙飞船的速率v.
答
(1)根据x=v0t得,平抛运动的时间为:t=
,x v0
根据h=
gt2得月球表面的重力加速度为:g=1 2
=2h t2
.2hv02
x2
(2)根据万有引力等于重力得:G
=mg,Mm R2
解得月球的质量为:M=
=gR2
G
.2hv02R Gx2
(3)根据万有引力提供向心力得:G
=mg=mMm R2
,v2 R
解得:v=
=
gR
.
v0
2hR
x
答:(1)月球表面的重力加速度g为
;2hv02
x2
(2)月球的质量M为
;2hv02R Gx2
(3)环绕月球表面的宇宙飞船的速率为
.
v0
2hR
x