问题 问答题

假设探月宇航员站在月球表面一斜坡上的M点,并沿水平方向以初速度v0抛出一个质量为m的小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点N,斜面的倾角为α,已知月球半径为R,月球的质量分布均匀,万有引力常量为G,求:

(1)月球表面的重力加速度g′;

(2)人造卫星绕月球做匀速圆周运动的最大速度.

答案

(1)小球做平抛运动,水平位移x=υ0t,竖直位移y=

1
2
g′t2

由位移关系得:tanα=

y
x
=
1
2
g′t2
v0t
,g′=
2v0tanα
t

(2)人造卫星绕月球做圆周运动的向心力由万有引力提供,

GMm
R2
=m
v2
R
    ①,

月球表面物体所受重力等于万有引力,

GMm′
R2
=mg′②,

由①②得υ=

2v0Rtanα
t

答:(1)月球表面的重力加速度g′=

2v0tanα
t

(2)人造卫星绕月球做匀速圆周运动的最大速度是υ=

2v0Rtanα
t

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