问题 问答题

2007年10月24日,我国“嫦娥一号”探月卫星成功发射.“嫦娥一号”卫星开始绕地球做椭圆轨道运动,经过变轨、制动后,成为一颗绕月球做圆轨道运动的卫星.设卫星距月球表面的高度为h,做匀速圆周运动的周期为T.已知月球半径为R,引力常量为G.求:

(1)月球的质量M;

(2)月球表面的重力加速度g;

(3)月球的密度ρ.

答案

(1)研究“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:

G

Mm
(R+h)2
=m
4π2
T2
(R+h)

得:M=

4π2(R+h)3
GT2

(2)忽略月球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式:

月球表面:G

Mm
R′2 
=mg

  g=

4π2(R+h)3
T2R2

(3)ρ=

M
V
=
M
4
3
πR3

   得:ρ=

(R+h)3
GT2R3
 

答:(1)月球的质量M是

4π2(R+h)3
GT2

(2)月球表面的重力加速度g是

4π2(R+h)3
T2R2

(3)月球的密度ρ是

(R+h)3
GT2R3

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