2024年3月20日8时31分,探月工程四期“鹊桥二号”中继星由“长征八号”遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。假设在未来的月球基地中,宇航员将小球从月球表面以初速度竖直向上抛出,上升的最高点离月球表面高度为(远小于月球半径),已知月球的质量为,引力常量为,不计月球自转,求:
(1)月球表面的重力加速度大小;
(2)月球的半径;
(3)月球的“第一宇宙速度”大小。
(1)月球表面的重力加速度大小;
(2)月球的半径;
(3)月球的“第一宇宙速度”大小。
更新时间:2024-05-23 21:37:57
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【推荐1】通过天文观测到某行星的卫星运动的周期为T,轨道半径为r,若把卫星的运动近似看成匀速圆周运动,行星的半径为R,万有引力常量为G,试求出该行星的质量和密度。
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【推荐2】一位勤于思考的同学,为未来星际旅行的宇航员设计了如下的实验:在某宜居外星球表面以初速度竖直向上抛出一个物体,上升的最大高度为h(远小于该星球半径)。已知该星球的半径为,引力常量为,若物体只受该星球的引力作用,球的体积公式为,求:
(1)该星球表面的重力加速度;
(2)该星球的质量;
(3)该星球的平均密度。
(1)该星球表面的重力加速度;
(2)该星球的质量;
(3)该星球的平均密度。
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【推荐3】2018年12月8日,“嫦娥四号”从西昌卫星发射中心成功发射,2019年1月3日成功完成世界首次在月球背面软着陆。“嫦娥四号”着陆前首先进入环月圆轨道,成为月球的近月卫星,可近似认为,“嫦娥四号”在月球的引力作用下,绕月球做匀速圆周运动。假设月球与地球的质量分布均匀且均为球形,已知月球的半径为地球半径的,月球表面重力加速度为地球表面重力加速度的。若地球近地卫星的周期为T0,万有引力常量为G,求:
(1)“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的周期;
(2)月球的密度。
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名校
【推荐1】兴趣小组成员合作完成了下面的两个实验:
① 当飞船停留在距X星球一定高度的P点时,正对着X星球发射一个激光脉冲,经时间t1后收到反射回来的信号,此时观察X星球的视角为θ,如图所示
② 当飞船在X星球表面着陆后,把一个弹射器固定在星球表面上,竖直向上弹射一个小球,经测定小球从弹射到落回的时间为t2 已知用上述弹射器在地球上做同样实验时,小球在空中运动的时间为t,又已知地球表面重力加速度为g,引力常量为G,光速为c,地球和X星球的自转以及它们对物体的大气阻力均可不计,试根据以上信息,求:
(1)X星球的质量;
(2)X星球的第一宇宙速度。
① 当飞船停留在距X星球一定高度的P点时,正对着X星球发射一个激光脉冲,经时间t1后收到反射回来的信号,此时观察X星球的视角为θ,如图所示
② 当飞船在X星球表面着陆后,把一个弹射器固定在星球表面上,竖直向上弹射一个小球,经测定小球从弹射到落回的时间为t2 已知用上述弹射器在地球上做同样实验时,小球在空中运动的时间为t,又已知地球表面重力加速度为g,引力常量为G,光速为c,地球和X星球的自转以及它们对物体的大气阻力均可不计,试根据以上信息,求:
(1)X星球的质量;
(2)X星球的第一宇宙速度。
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【推荐2】一宇航员在某星球的表面做自由落体实验:让小球在离地面h高处自由下落,他测出经时间t小球落地,又已知该星球的半径为R,忽略一切阻力.求:
(1)该星球的质量M;
(2)该星球的第一宇宙速度v.
(1)该星球的质量M;
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【推荐1】如图所示,水平实验台A端固定,B端左右可调,将弹簧左端与实验平台固定,右端有一可视为质点,质量为2kg的滑块紧靠弹簧(未与弹簧连接),弹簧压缩量不同时,将滑块弹出去的速度不同.圆弧轨道固定在地面并与一段动摩擦因数为0.4的粗糙水平地面相切D点,AB段最长时,BC两点水平距离xBC=1.6m,实验平台距地面高度h=0.88m,圆弧半径R=0.4m,θ=,已知sin370=0.6, cos370=0.8. .假如在某行星表面上进行此实验,并已知在该行星质量是地球质量的4倍,半径是地球半径的5倍,取地球表面的重力加速度为10 m/s2求:
(1)轨道末端AB段不缩短,压缩弹簧后将滑块弹出,求落到C点时速度与水平方向夹角;
(2)滑块沿着圆弧轨道运动后能在DE上继续滑行2m,求滑块在圆弧轨道上对D点的压力大小.
(1)轨道末端AB段不缩短,压缩弹簧后将滑块弹出,求落到C点时速度与水平方向夹角;
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【推荐2】2013年12月14日晚,嫦娥三号探测器成功落月,这是中国首次实现地外天体软着陆,着陆器落月过程的最后时刻,有以上几个关键阶段:①着陆器距离月面100m时保持悬停,对着陆区进行检测,选择安全的着陆点;②随后发动机维持一定推力缓慢下降,降至距月面4m时关闭发动机,着陆器依靠自身重力在月面着陆.已知月球半径约为地球半径的,月球质量约为地球质量的,着陆器质量约为1000kg,地球表面重力加速度g=10m/s2,根据以上数据计算:
(1)着陆器距月面100m悬停时,发动机产生的推力为多大?
(2)若关闭发动机时速度为零,则最后依靠自身重力着陆,落至月面的速度为多大?
(1)着陆器距月面100m悬停时,发动机产生的推力为多大?
(2)若关闭发动机时速度为零,则最后依靠自身重力着陆,落至月面的速度为多大?
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名校
【推荐3】图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图,首先在发动机作用下,探测器受到推力在距月球高度为处悬停(速度为0,远小于月球半径);接着推力改变,探测器开始竖直下降,到达距月面高度为处的速度为,此后发动机关闭,探测器仅受重力下落至月面。已知探测器总质量为(不包括燃料),地球和月球的半径比为,质量比为,地球表面附近的重力加速度为,求:(1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小;
(2)从开始竖直下降到刚接触月面时,探测器机械能的变化。
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