56、(北京丰台区2008届期末考)(14分)2007年我国成功地发射了一颗绕月球运行的探测卫星“嫦娥一号”。“嫦娥一号”将在距离月球表面高为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动。
(1)若已知月球半径为R月,月球表面的重力加速度为g月。则“嫦娥一号”环绕月球运行的周期为多少?
(2)若已知R月=R地/4,g月=g地/6,则近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的多少倍?
解:
(1)设“嫦娥一号”环绕月球的周期是 T
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……………………………………………2分
解得:u2=
………………………………………………………1分
所以,“嫦娥一号卫星”在近月点进行第一次制动后的速度u应满足的条件是:
=0…………………………………………………………1分
解得:
…………………………………………………………1分
设“嫦娥一号卫星”在通过近月点脱离月球引力束缚飞离月球的速度为u2,根据机械能守恒定律
………………………………………………………1分
解得:
……………………………………………4分
(3)设“嫦娥一号卫星”在近月点进行第一次制动后,在圆轨道І上运动的速度为u1,则
……………4分
(1)根据动能定理,主发动机在嫦娥一号卫星进入地月转移轨道过程中对卫星做的功
……………………………………………………………6分
(2)设“嫦娥一号卫星”在圆轨道І上运动时距月球表面的高度为h,根据万有引力定律和向心力公式有
(3)理论证明,质量为m的物体由距月球无限远处无初速释放,它在月球引力的作
用下运动至距月球中心为r处的过程中,月球引力对物体所做的功可表示为W=Gm月m/r。为使“嫦娥一号卫星”在近月点Q进行第一次制动后能成为月球的卫星,且与月球表面的距离不小于圆形工作轨道І的高度,最终进入圆形工作轨道,其第一次制动后的速度大小应满足什么条件?
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