若宇航員在月球表面附近自高h(yuǎn)處以初速度v0水平拋出一個小球，測出小球的水平射程為L．已知月球半徑為R，若在月球上發(fā)射一顆衛(wèi)星，使它在月球表面附近繞月球做圓周運(yùn)動．萬有引力常量為G，求
（1）該衛(wèi)星的周期；
（2）月球的質(zhì)量．
（1）豎直方向上：h=
1
2
gt2
水平方向上：L=v0t
解得：g=
2v02h
L2

設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，則mg=m
4π2
T2
R
解得：T=
2πL
v0
R
2h

（2）月球表面附近滿足：mg=G
Mm
R2
．
解得：M=
2v02hR2
GL2
．
答：（1）衛(wèi)星的周期為
2πL
v0
R
2h
．
（2）月球的質(zhì)量為
2v02hR2
GL2
．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

圖示是我國的“探月工程”向月球發(fā)射一顆繞月探測衛(wèi)星“嫦娥一號”過程簡圖．月球探測計劃“嫦娥工程”預(yù)計在2017年送機(jī)器人上月球，實地采樣送回地球，為載人登月及月球基地選址做準(zhǔn)備．設(shè)想我國宇航員隨“嫦娥”號登月飛船繞月球飛行，飛船上備有以下實驗儀器：
A．計時表一只，B．彈簧秤一把，C．已知質(zhì)量為m的物體一個，D．天平一只（附砝碼一盒）．
在飛船貼近月球表面時可近似看成繞月球做勻速圓周運(yùn)動，宇航員測量出飛船在靠近月球表面的圓形軌道繞行N圈所用的時間為t．飛船的登月艙在月球上著陸后，遙控機(jī)器人利用所攜帶的儀器又進(jìn)行了第二次測量，利用上述兩次測量的物理量可出推導(dǎo)出月球的半徑和質(zhì)量．（已知萬有引力常量為G），要求：
（1）說明機(jī)器人是如何進(jìn)行第二次測量的？
（2）試推導(dǎo)用上述測量的物理量表示的月球半徑和質(zhì)量的表達(dá)式．
（3）若已知R月=
1
4
R地，g月=
1
6
g地，則近月衛(wèi)星的運(yùn)行速度約為近地衛(wèi)星運(yùn)行速度的多少倍？

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科目：高中物理 來源： 題型：

中國首個月球探測計劃“嫦娥工程”將分三個階段實施：首先在2007年發(fā)射環(huán)繞月球的衛(wèi)星“嫦娥一號”，深入了解月球；到2012年發(fā)射月球探測器，在月球上進(jìn)行實地探測；到2017年送機(jī)器人上月球，建立觀測站，實地實驗采樣并返回地球，為載人登月及月球基地選址做準(zhǔn)備．設(shè)想我國宇航員隨“嫦娥”號登月飛船登陸月球，在飛船貼近月球表面時可近似看成繞月球做勻速圓周運(yùn)動，飛船上備有以下實驗儀器：A．計時表一只，B．彈簧秤一把，C．已知質(zhì)量為m的物體一個，D．天平一只（附砝碼一盒）．宇航員測量出飛船在靠近月球表面的圓形軌道繞行N圈所用的時間為t．飛船在月球上著陸后，宇航員利用所帶的儀器又進(jìn)行了第二次測量，并利用測量結(jié)果計算出了月球的半徑和質(zhì)量．若已知萬有引力常量為G，則：
（1）說明宇航員是如何進(jìn)行第二次測量的？
（2）利用宇航員測量的量（用符號表示）來求月球的半徑和質(zhì)量．

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科目：高中物理 來源： 題型：

中國首個月球探測計劃“嫦娥工程”預(yù)計在2017年送機(jī)器人上月球，實地采樣送回地球，為載人登月及月球基地選址做準(zhǔn)備．設(shè)想我國宇航員隨“嫦娥”號登月飛船繞月球飛行，飛船上備有以下實驗儀器：A．計時表一只，B．彈簧秤一把，C．已知質(zhì)量為m的物體一個，D．天平一只（附砝碼一盒）．在飛船貼近月球表面時可近似看成繞月球做勻速圓周運(yùn)動，宇航員測量出飛船在靠近月球表面的圓形軌道繞行N圈所用的時間為t．飛船的登月艙在月球上著陸后，遙控機(jī)器人利用所攜帶的儀器又進(jìn)行了第二次測量，科學(xué)家利用上述兩次測量數(shù)據(jù)便可計算出月球的半徑和質(zhì)量．若已知萬有引力常量為G，則：
（1）簡述機(jī)器人是如何通過第二次測量物體在月球所受的重力F
（2）試?yán)脺y量數(shù)據(jù)（用符號表示）求月球的半徑和質(zhì)量．

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科目：高中物理 來源：2014屆浙江省浙東北三校高一下學(xué)期期中聯(lián)考物理試卷（解析版） 題型：計算題

尋找地外文明與地球外的生存環(huán)境一直是科學(xué)家們不斷努力的目標(biāo)。如圖所示是我國的“探月工程”向月球發(fā)射一顆繞月探測衛(wèi)星“嫦娥一號”過程簡圖．月球探測計劃“嫦娥工程”預(yù)計在2017年送機(jī)器人上月球，實地采樣送回地球，為載人登月及月球基地選址做準(zhǔn)備．現(xiàn)設(shè)想你是宇航員隨“嫦娥”號登月飛船繞月球飛行，飛船上備有以下實驗儀器：A．計時表一只，B．彈簧秤一把，C．已知質(zhì)量為m的物體一個，D．天平一臺(附砝碼一盒)．在飛船貼近月球表面時可近似看成繞月球做勻速圓周運(yùn)動，你已測量出飛船在靠近月球表面的圓形軌道繞行N圈所用的時間為T．為了能測算出月球的半徑和質(zhì)量，飛船的登月艙在月球上著陸后，你遙控機(jī)器人利用所攜帶的儀器又進(jìn)行了第二次測量．（已知萬有引力常量為G），求：

（1）說明你給機(jī)器人發(fā)的指令,如何讓它進(jìn)行第二次測量的？

（2）試推導(dǎo)用上述測量的物理量表示的月球半徑和質(zhì)量的表達(dá)式．

 (3)若已知，則可以推知近月衛(wèi)星的運(yùn)行速度約為近地衛(wèi)星運(yùn)行速度的多少倍？

 

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科目：高中物理 來源：2013屆安徽省合肥三校高一下學(xué)期期末聯(lián)考物理試卷（解析版） 題型：計算題

中國首個月球探測計劃“嫦娥工程”預(yù)計在2017年送機(jī)器人上月球，實地采樣送回地球，為載人登月及月球基地選址做準(zhǔn)備。設(shè)想我國宇航員隨“嫦娥”號登月飛船繞月球飛行，飛船上備有以下實驗儀器：A.計時表一只，B.彈簧秤一把，C.已知質(zhì)量為m的物體一個，D.天平一只（附砝碼一盒）。在飛船貼近月球表面時可近似看成繞月做勻速圓周運(yùn)動，宇航員測量出飛船在靠近月球表面的圓形軌道繞行N圈所用時間為t，飛船的登月艙在月球上著陸后，遙控機(jī)器人利用所攜帶的儀器又進(jìn)行第二次測量，科學(xué)家利用上述兩次測量數(shù)據(jù)便可計算出月球的半徑和質(zhì)量。若已知萬有引力常量為G，則：

（1）遙控機(jī)器人在第二次測量中利用所攜帶的什么儀器完成物體在月球所受重力F的測量。

（2）試?yán)脺y量數(shù)據(jù)（用符號表示）球月球的半徑和質(zhì)量。

 

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