组卷网 > 高中物理综合库 > 力学 > 万有引力与宇宙航行 > 万有引力定律 > 万有引力理论的成就 > 计算中心天体的质量和密度
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:390 题号:21517005
在阿西莫夫的《银河帝国》系列中,有两名基地人佩洛拉特和崔维兹就在宇宙中寻找起源世界——地球,而地球有一个很重要的特征就是存在一个非常大的卫星,半径达到地球的四分之一。而对月球的研究从未停止,中国也在最近几年实施嫦娥工程,以展开对月球的研究,关于月球的研究,请回答以下问题:
1.2018年12月8日2时23分,嫦娥四号探测器搭乘长征三号乙运载火箭,开始了奔月之旅,首次实现人类探测器月球背面软着陆。12月12口16时45分,嫦娥四号探测器成功实施近月制动,顺利完成“太空刹车”,被月球捕获,进入了近月点约的环月轨道,如图所示,则下列说法正确的是(       

A.嫦娥四号的发射速度大于第二宇宙速度
B.嫦娥四号在环月轨道运行通过P点时的加速度和在椭圆环月轨道运行通过P点时加速度相同
C.嫦娥四号在环月轨道运动的周期等于在椭圆环月轨道运动周期
D.嫦娥四号在地月转移轨道经过P点时和在环月轨道经过P点时的速度相同
2.嫦娥工程划为三期,简称“绕、落、回”三步走,我国发射的“嫦娥三号”卫星是嫦娥工程第二阶段的登月探测器,经变轨成功落月,若该卫星在某次变轨前,在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动,其运行的周期为T。若以R表示月球的半径,忽略月球自转及地球对卫星的影响,则(       
A.“嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动时的线速度大小为
B.物体在月球表面自由下落的加速度大小为
C.在月球上发射月球卫星的最小发射速度为
D.月球的平均密度为
3.“嫦娥四号”是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星,主要任务是更深层次、更加全面地科学探测月球地貌、资源等方面的信息,完善月球档案资料。已知引力常量为G,地球半径为R,月球的半径为地球半径的k倍,地球表面重力加速度为g,月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的n倍,“嫦娥四号”离月球中心的距离为r,绕月周期为T。根据以上信息判断下列说法正确的是(       
A.月球的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的
B.“嫦娥四号”绕月运行的速度为
C.月球的平均密度为
D.“嫦娥四号”只要减速运动就能返回地球
4.为了验证地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力遵循同样的平方反比规律,牛顿做了著名的“月—地”检验,结果证明他的想法是正确的。由此牛顿把这一规律推广到自然界中任意两个物体之间,发现了具有划时代意义的万有引力定律。
(1)如果你是牛顿,假设地面附近的重力加速度为g,月球绕地球运行的向心加速度为a,那么ga的关系为___________。(用地球半径R和月亮绕地球运行的轨道半径r表示)
(2)取地球半径,月球绕地球运行的轨道半径,月球绕地球运行的周期,由此估算月球绕地球运行的向心加速度_________。这一计算结果与你的猜想是否一致?_________
5.“玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车在月球表面做了一个实验,将物体以速度竖直上抛,落回原抛出点的时间为t,已知月球半径为R,自转周期为T,引力常量为G。求:
(1)月球表面重力加速度的大小;
(2)月球的第一宇宙速度的大小;
(3)月球同步卫星离月球表面高度。

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