问题
问答题
如图所示,为我国的“探月工程”向月球发射一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”过程简图.“嫦娥一号”进入月球轨道后,在距离月球表面高为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动.
①若已知月球半径为R月,月球表面的重力加速度为g月,则“嫦娥一号”环绕月球运行的周期为多少?
②若已知R月=
,g月=R地 4
,则近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的多少倍?g地 6

答案
(1)绕月卫星绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、月球质量为M,有
G
=m(Mm (
+h) 2R 月
)2(R月+h)2π T
地球表面重力加速度公式
g月=GM R 2月
联立①②得到
T=2π(R月+h)3 g R 2月
即“嫦娥一号”环绕月球运行的周期为
.(R月+h)3 g R 2月
(2)对于近月卫星,重力等于向心力,故
mg月=mv 2月 R月
对于近地卫星,重力等于向心力,有
mg地=mv 2地 R地
故近月卫星的运行速度与近地卫星运行速度的速度的比值为
=v月 v地
=g月R月 g地R地 6 12
即近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的
倍.6 12