问题 问答题

已知月球的半径为R,某登月飞船在接近月球表面的上空做匀速圆周运动时,周期为T飞船着陆后,宇航员用绳子拉着质量为m的仪器箱在平坦的“月面”上运动,已知拉力大小为F,拉力与水平面的夹角为θ,箱子做匀速直线运动.(引力常量为G)求:

(1)月球的质量.

(2)箱子与“月面”间的动摩擦因数μ.

答案

(1)由万有引力定律及牛顿第二定律得G

Mm0
R2
=m0
v2
R

v=

2πR
T

解得M=

4π2R3
GT2

(2)水平方向Fcosθ=μFN

竖直方向Fsinθ+FN=mg

在星球表面有G

Mm
R2
=mg

联立解得μ=

T2Fcosθ
4π2mR-T2Fsinθ

答:(1)月球的质量

4π2R3
GT2

(2)箱子与“地面”间的动摩擦因数为

T2Fcosθ
4π2mR-T2Fsinθ

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