问题
问答题
我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施,大约用十年左右时间完成,这极大的提高了同学们对月球的关注程度.以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题,请你
(1)若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动.试求出月球绕地球运动的轨道半径.
(2)若某位宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球,经过时间t,小球落回到抛出点.已知月球半径为R月,万有引力常量为G.试求出月球的质量M月.
答案
(1)设地球的质量为M,月球的轨道半径为r,则:G
=mMm r2
…①4π2r T2
在地球表面有:
m′g=G
…②Mm′ R2
由①②式得
r=
③3 gR2T2 4π2
(2)设月球表面的重力加速度为g月,由平抛运动规律得:
t=
…④2v0 g月
解得 g月=
…⑤2v0 t
在月球表面有:
m′g月=G
…⑥Mm′ R2
由⑤⑥式得:
M月=2v0R2 Gt
答:
(1)月球绕地球运动的轨道半径为
.3 gR2T2 4π2
(2)月球的质量M月为
.2v0R2 Gt