问题
问答题
2009年3月1日16时13分10秒,中国自主研制的第一个月球探测器(嫦娥一号)成功实现“受控撞月”,为我国探月一期工程画上圆满的句号。
(1)设探测器的质量为,月球的半径为
,月球表面的重力加速度为g,“受控撞月”开始前探测器在离月球表面高为
的圆形环月轨道上正常运行。求它在此轨道上正常运行的线速度大小;
(2)假设此次进行“受控撞月”开始的过程按图所示进行,探测器在点向前短时间喷气,减速后的探测器做向心运动沿曲线到达月球表面附近的
点。设探测器到达
点时速度大小为
,从
的空间范围内的重力加速度大小都近似等于月球表面的重力加速度,喷出的气体的速度大小为
,求喷出气体的质量;
答案
(1)(2)
(1)设月球的质量为M,卫星的线速度为,则
……①2分
又………………②(2分)
由①②两式得
………………③(2分)
(2)设卫星在A点减速后的速度为从
卫星和月球系统的机械能守恒,所以
………………④(3分)
喷气过程中卫星系统的动量守恒,设喷射出气体的质量为,所以
………………⑤(3分)
由③、④、⑤式解得
……………………⑥(2分)