我国成功发射了“嫦娥三号”探月卫星,该卫星在环月圆轨道绕行n圈所用的时间为t;月球半径为R0,月球表面
我国成功发射了“嫦娥三号”探月卫星,该卫星在环月圆轨道绕行n圈所用的时间为t;月球半径为R0,月球表面处重力加速度为g0.(1)请推导出月球的第一宇宙速度表达式;(2)请...
我国成功发射了“嫦娥三号”探月卫星,该卫星在环月圆轨道绕行n圈所用的时间为t;月球半径为R0,月球表面处重力加速度为g0.(1)请推导出月球的第一宇宙速度表达式;(2)请推导出“嫦娥三号”卫星离月球表面高度的表达式;(3)地球和月球的半径之比为RR0=4,表面重力加速度之比为gg0=6,试求地球和月球的密度之比.
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(1)根据万有引力提供向心力列出等式:
G
=m
,
根据万有引力等于重力列出等式:
G
=mg0,
解得月球第一宇宙速度为:
v=
.
(2)“嫦娥三号”星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
=mr
…①
在月球表面,根据万有引力等于重力列出等式:
G
=mg0…②
卫星在环月圆轨道绕行n圈,飞行时间为t,所以:
T=
…③
r=R0+h…④
由①②③④解得:
h=
?R0.
(3)在星球表面,根据万有引力等于重力列出等式:
G
=mg …⑤
ρ=
…⑥
已知地球和月球的半径之比为
=4,
表面重力加速度之比
=6…⑦
由⑤⑥⑦解得地球和月球的密度之比:
G
Mm |
R02 |
v2 |
R0 |
根据万有引力等于重力列出等式:
G
Mm |
R02 |
解得月球第一宇宙速度为:
v=
g0R0 |
(2)“嫦娥三号”星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 |
r2 |
4π2 |
T2 |
在月球表面,根据万有引力等于重力列出等式:
G
Mm |
R02 |
卫星在环月圆轨道绕行n圈,飞行时间为t,所以:
T=
t |
n |
r=R0+h…④
由①②③④解得:
h=
3 |
| ||
(3)在星球表面,根据万有引力等于重力列出等式:
G
M′m |
R 2 |
ρ=
M′ |
V |
已知地球和月球的半径之比为
R |
R0 |
表面重力加速度之比
g |
g0 |
由⑤⑥⑦解得地球和月球的密度之比: