题目列表(包括答案和解析)
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质量为m1的登月舱连接在质量为m2的轨道舱上一起绕月球作圆周运动,其轨道半径是月球半径Rm的3倍。某一时刻,登月舱与轨道舱分离,轨道舱仍在原轨轨道上运动,登月舱作一瞬间减速后,沿图示椭圆轨道登上月球表面,在月球表面逗留一段时间后,快速启动发动机,使登月舱具有一合适的初速度,使之沿原椭圆轨道回到脱离点与轨道舱实现对接。由开普勒第三定律可知,以太阳为焦点作椭圆轨道运行的所有行星,其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量。另,设椭圆的半长轴为a,行星质量为m,太阳质量为M0,则行星的总能量为
。行星在椭圆轨道上运行时,行星的机械能守恒,当它距太阳的距离为r时,它的引力势能为
。G为引力恒量。设月球质量为M,不计地球及其它天体对登月舱和轨道舱的作用力。求:
(1)登月舱减速时,发动机做了多少功?
(2)登月舱在月球表面可逗留多长时间?
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