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 2007年10月24日,中国首颗探月卫星“嫦娥一号”从西昌卫星发射中心发射升空,11月26日,中国第一幅月图完美亮相,中国首次月球探测工程取得圆满成功.我国将在2017年前后发射一颗返回式月球软着陆器,进行首次月球样品自动取样并安全返回地球.假设探月宇航员站在月球表面一斜坡上的M点,并沿水平方向以初速度v=16m/s,抛出一个质量为m=1kg的小球,测得小球经时间15s落到斜坡上另一点N,斜面的倾角为α=37°,已知月球半径为R=1600km,月球的质量分布均匀,万有引力常量为G=6.67×10-11Nm2/kg2,求:
(1)月球表面的重力加速度g′;
(2)小球落在斜面上时的动能;
(3)人造卫星绕月球做匀速圆周运动的最大速度.(已知tan37°=3/4)
【答案】分析:(1)根据平抛运动在水平方向和竖直方向上的规律列出等式求解.
(2)根据运动学规律求出小球落在斜面上得速度,再求出小球落在斜面上的动能.
(3)研究卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式,忽略地球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式求解.
解答:解:(1)小球做平抛运动,
水平位移x=υt,竖直位移y=g′t2
由位移关系得:tanθ=
所以g′==1.6m/s2.①
(2)将小球在N点速度进行分解,
竖直方向速度vy=g′t=2vtanα
所以在N点的速度v=
小球落在斜面上时的动能Ek=(+)=m(1+4tan2α)=416J
(3)研究卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式
= ②
忽略地球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式
=mg′③
由①②③解得:v=1.6×102m/s
答:(1)月球表面的重力加速度是1.6m/s2
(2)小球落在斜面上时的动能是416J
(3)人造卫星绕月球做匀速圆周运动的最大速度是1.6×102m/s.
点评:该题主要考查了平抛运动及圆周运动的相关知识.
重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量.
练习册系列答案
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(2013?高淳县模拟)我国“嫦娥一号”探月卫星经过无数人的协作和努力,终于在2007年10月24日晚6点多发射升空. 如图所示,“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,速度逐渐减小.在此过程中探月卫星所受合力方向可能的是(  )

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精英家教网2007年10月24日,我国发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图如图所示.卫星由地面发射后,经过发射轨道进入停泊轨道,然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道,再次调速后进入工作轨道,卫星开始对月球进行探测.已知地球与月球的质量之比为a,卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b,卫星在停泊轨道和工作轨道上均可视为做匀速圆周运动,则(  )

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2007年10月24日,中国首次月球探测工程取得圆满成功.假设探月宇航员站在月球表面以初速度v0竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处,已知月球半径为R,月球的质量分布均匀,万有引力常量为G,求:
(1)月球表面的重力加速度g′;
(2)人造卫星绕月球做匀速圆周运动的最大速度vm;
(3)求月球质量M.

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2007年10月24日,我国成功的发射了“嫦娥一号”绕月卫星,在世界上掀起了新一轮的探月高潮.“嫦娥一号”现已运行在平均高度h=200公里、周期T=127分钟、运行线速度v=1600m/s、倾角а=90度的月球极轨圆轨道上.11月26日,中国国家航天局正式公布“嫦娥一号”卫星传回的第一幅月面图象.若万有引力常量为G,根据以上数据,计算:(用字母表示)
(1)月球的半径
(2)月球的质量
(3)月球表面的重力加速度
(4)如果“嫦娥一号”绕月卫星的圆轨道半径减小,试分析它的运行线速度的大小和周期变化.

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精英家教网我国于2007年10月24日发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图如图所示.卫星由地面发射后,经过发射轨道进入停泊轨道,然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道,再次调速后进入工作轨道,卫星开始对月球进行探测.已知地球与月球的质量之比为a,卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b,卫星在停泊轨道与工作轨道上均可视为匀速圆周运动.则(  )

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