登月火箭关闭发动机在离月球表面112km的空中沿圆形轨道运动,周期是120.5min,月球的半径是1740km,根据这组数据计算月球的质量和平均密度.
问题描述:
登月火箭关闭发动机在离月球表面112km的空中沿圆形轨道运动,周期是120.5min,月球的半径是1740km,根据这组数据计算月球的质量和平均密度.
答
设登月舱的质量为m,轨道半径为r,月球的半径为R,质量为M.对于登月舱,根据万有引力等于向心力,则得:GMmr2=m4π2T2r解得:M=4π2r3GT2=4×3.142×[(112+1740)×10−3]36.67×10−11×(120.5×60)2kg=7.2×1022kg...
答案解析:登月舱所受月球的万有引力提供其圆周运动的向心力,根据万有引力定律和向心力公式求出月球质量,再由质量与体积之比求出密度.
考试点:万有引力定律及其应用.
知识点:本题属于已知环绕天体的轨道半径和周期,求解中心天体质量的类型,建立模型,利用万有引力等于向心力这一基本思路进行求解.