2007年10月24日,“嫦娥一號”探月衛(wèi)星發(fā)射成功,實現(xiàn)了中華民族千年的奔月夢想.2007年11月5日,“嫦娥一號”探月衛(wèi)星變軌成功,開始繞月做勻速圓周運動.已知探月衛(wèi)星距月球表面的高度為h繞月球做勻速圓周運動的周期為T,月球的半徑為R,引力常量為G,忽略其它天體對探月衛(wèi)星的引力作用,試求:
(1)探月衛(wèi)星的線速度的大;
(2)月球的平均密度;
(3)月球第一宇宙速度的大。
【答案】
分析:(1)根據(jù)圓周運動的知識v=
求出探月衛(wèi)星線速度的大;
(2)根據(jù)萬有引力提供向心力,列出等式求出中月球的質(zhì)量,再根據(jù)密度定義求解密度;
(3)月球第一宇宙速度是靠近月球的環(huán)繞速度,由萬有引力提供向心力求解.
解答:解:(1)探月衛(wèi)星線速度的大小為:
;
(2)設(shè)月球的質(zhì)量為M,其平均密度為
,探月衛(wèi)星的質(zhì)量為m,月球?qū)μ皆滦l(wèi)星的萬有引力提供其做勻速圓周運動的向心力,所以:
;
解得月球的質(zhì)量為:
;
由于:
;
聯(lián)立解得月球的平均密度為:
;
(3)設(shè)月球第一宇宙速度的大小為v
1,由于:
;
解得:
;
答:(1)探月衛(wèi)星的線速度的大小為
;
(2)月球的平均密度為
;
(3)月球第一宇宙速度的大小為
.
點評:能正確根據(jù)衛(wèi)星運動時的向心力由萬有引力提供列出等式求解,第一宇宙速度也是近星的環(huán)繞速度.