问题 问答题

近一段时间,“嫦娥一号”卫星是国人乃至全世界最关注的事件之一.某同学在新闻报道中收集了一些关于“嫦娥一号”的数据:“嫦娥一号”卫星最终进入的工作轨道是距离月球表面h=200km、周期T1=127min的极月圆轨道,但他没有找到月球半径的数据报道,于是他想利用自己学过的物理知识来算出月球的半径R.他又从学习资料上查到一些数据:月球的质量M=7.4×1022kg,月球绕地球作圆周运动的周期T2=30天、轨道半径r=3.8×105km,万有引力恒量G=6.67×10-11N•m2/kg2

根据以上数据,他写出了求解月球半径的表达式:

T12
(R月+h)3
=
T22
r月3

你认为他的这个表达式正确吗?如果正确,请利用万有引力和圆周运动公式写出推导上述表达式的过程,并求出R的表达式(用字母表示);如果你认为这个表达式是错误的,请利用上述物理量写出正确的月球半径R的表达式(只需用字母表示)及推导过程.

答案

这个表达式是错误的.因为卫星绕月球转和月球绕地球转的中心天体不同,则轨道半径的三次方和周期的二次方比值不同.

G

Mm卫星
(R+h)2
=m卫星
4π2
T12
(R+h)

(R+h)3=

T12GM
4π2

解得   R=

3
T12GM
4π2
-h.

答:该同学表达式是错的,R的表达式 R=

3
T12GM
4π2
-h.

单项选择题
单项选择题