2020年12月17日,嫦娥五號返回器攜帶月球樣品在預定區域安全著陸,探月工程取得圓滿成功。若已知月球質量為M月,月球半徑為R月,地球質量為M地,地球半徑為R地,月球中心與地球中心的距離為L,引力常量為G。在以下問題的討論中,將地球、月球均視為質量分布均勻的球體,不考慮月球和地球自轉的影響。
(1)嫦娥五號帶回了月球樣品,某樣品在月球表面附近所受重力大小為F月,在地球表面附近所受重力大小為F地,求比值F月F地的表達式。
(2)若將月球繞地球的公轉視為一個質點繞地球做勻速圓周運動,其公轉周期為T。
a.請寫出月球繞地球公轉的向心加速度a與T之間的關系式。
b.經查閱資料,可知地球半徑約為R地=6400km,月球與地球中心的距離L約為地球半徑R地的60倍,取地球表面附近自由落體加速度g=9.8m/s2。
牛頓在思考行星間的引力時,猜想“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規律,最終他利用“月—地檢驗”證實了自己的猜想。根據牛頓的猜想,推導并寫出月球受地球引力產生的加速度a'的表達式(用g、R地、L表示);為確定牛頓的猜想是否正確,請寫出還需查閱本題信息中哪個物理量的具體數值。
F
月
F
地
【答案】(1)比值的表達式為;
(2)a、寫出月球繞地球公轉的向心加速度a與T之間的關系式為a=。
b、確定牛頓的猜想是否正確,還需查閱本題信息中“月球繞地球的周期T”的具體數值。
F
月
F
地
M
月
R
2
地
M
地
R
2
月
(2)a、寫出月球繞地球公轉的向心加速度a與T之間的關系式為a=
4
π
2
L
T
2
b、確定牛頓的猜想是否正確,還需查閱本題信息中“月球繞地球的周期T”的具體數值。
【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:319引用:5難度:0.7
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1.假設你經努力學習和刻苦訓練后成為中國登月第一人,你站在半徑為R的月球表面,從到月球表面高度為h處將一個小球由靜止釋放,經過時間t,小球落到月球表面。不考慮月球的自轉,引力常量為G。求:
(1)月球表面的重力加速度g;
(2)月球的質量M。發布:2025/1/4 8:0:1組卷:27引用:1難度:0.5 -
2.2007年10月24日我國成功發射了“嫦娥一號”繞月衛星.我國計劃2020年實現載人登月.若你通過努力學習、刻苦訓練有幸成為中國登月第一人,而你為了測定月球表面附近的重力加速度進行了如下實驗:在距月球表面高度h=20m處讓一個小球由靜止開始自由下落,下落的時間為t=5s.則( )
A.月球表面的重力加速度大小為1.6m/s2 B.月球表面的重力加速度大小為8m/s2 C.小球落到月球表面時的瞬時速度大小為8m/s D.小球落到月球表面時的瞬時速度大小為49m/s 發布:2025/1/4 8:0:1組卷:6引用:1難度:0.7 -
3.假設你經過刻苦學習與訓練后,成為我國登月的第一人。你站在半徑為R的月球表面,用彈簧測力計測得質量為m的小球所受重力的大小為F。引力常量為G,不考慮月球的自轉。
(1)求月球的質量M及其第一宇宙速度v;
(2)若你在距月球水平表面高度為h處,以大小為v0的速度沿水平方向拋出該小球,求該小球落到月球表面上的位置與拋出點間的水平距離x。發布:2025/1/4 8:0:1組卷:44引用:1難度:0.5