问题 多选题

我国第一颗绕月球探测卫星“嫦娥一号”于2007年10月24日18时05分在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空,经多次变轨于11月7日8时35分进入距离月球表面200公里,周期为127分钟的月圆轨道.已知月球的半径、万有引力常量,则可求出(  )

A.月球质量

B.月球的密度

C.探测卫星的质量

D.月球表面的重力加速度

答案

设该卫星的运行周期为T、质量为m,月球的半径为R、质量为M,

卫星距月球表面的高度为h,由题意知,卫星的轨道半径r=R+h,

“嫦娥一号”卫星绕月球做圆周运动,万有引力提供向心力,

由牛顿第二定律得:G

Mm
(R+h)2
=m(
T
)2
(R+h),

则月球质量M=

4π2(R+h)3
GT2
,卫星的质量m被约去,不能求卫星质量,故A正确,C错误;

月球的密度ρ=

M
V
=
4π2(R+h)3
GT2
4
3
πR3
=
3π(R+h)3
GT2R3
,故B正确;

位于月球表面的物体m′受到的万有引力等于其重力,

则G

Mm′
R2
=m′g,则月球表面的重力加速度g=
GM
R2
=
4π2(R+h)3
T2R2
,故D正确;

故选ABD.

单项选择题
问答题 案例分析题