(1)月球繞地球公轉(zhuǎn)周期為T(mén),月地距離為r,引力常量為G,地球質(zhì)量為M,則r3與T2的比為k,k=
GM
4π2
GM
4π2

(2)一探月衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道上運(yùn)行,計(jì)劃通過(guò)地心和月心連線上特別位置,衛(wèi)星在此處所受地球引力與月球引力的大小恰好相等.已知地球與月球的質(zhì)量之比約為81:1,則該處到地心與到月心的距離之比約為
9:1
9:1
分析:(1)月球繞地球公轉(zhuǎn),根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力列式求解即可;
(2)衛(wèi)星所受地球引力與月球引力的大小恰好相等,根據(jù)萬(wàn)有引力定律列方程求解即可.
解答:解:(1)月球繞地球公轉(zhuǎn)周期為T(mén),月地距離為r,引力常量為G,地球質(zhì)量為M,根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力,有:
G
mM
r2
=mr(
T
)
2

解得:
r3
T2
=
GM
4π2

故k=
GM
4π2

(2)衛(wèi)星所受地球引力與月球引力的大小恰好相等,根據(jù)萬(wàn)有引力定律,有:
G
m0M
r
2
1
=G
m0m
r
2
2

解得:
r2
r1
=
M
m
=9

故答案為:(1)
GM
4π2
;(2)9:1.
點(diǎn)評(píng):本題第一問(wèn)關(guān)鍵是明確月球公轉(zhuǎn)的向心力來(lái)源,第二問(wèn)關(guān)鍵是運(yùn)用萬(wàn)有引力定律公式列方程求解.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2012?門(mén)頭溝區(qū)一模)我國(guó)成功地發(fā)射了“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星,其軌道示意圖如下圖所示.衛(wèi)星進(jìn)入地球軌道后還需要對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行10次點(diǎn)火控制.第一次點(diǎn)火,抬高近地點(diǎn),將近地點(diǎn)抬高到約600km,第二、三、四次點(diǎn)火,讓衛(wèi)星不斷變軌加速,經(jīng)過(guò)三次累積,衛(wèi)星加速到11.0km/s的速度進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道向月球飛去.后6次點(diǎn)火的主要作用是修正飛行方向和被月球捕獲時(shí)的緊急剎車,最終把衛(wèi)星送入離月面200km高的工作軌道(可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)).已知地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的81倍,R=1800km,R=6400km,衛(wèi)星質(zhì)量2350kg,地球表面重力加速度g取10m/s2. (涉及開(kāi)方可估算,結(jié)果保留一位有效數(shù)字)求:

(1)衛(wèi)星在繞地球軌道運(yùn)行時(shí)離地面600km時(shí)的加速度.
(2)衛(wèi)星從離開(kāi)地球軌道進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道最終穩(wěn)定在離月球表面200km的工作軌道上外力對(duì)它做了多少功?(忽略地球自轉(zhuǎn)及月球繞地球公轉(zhuǎn)的影響)

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11月1日清晨5時(shí)58分07秒,中國(guó)“長(zhǎng)征二號(hào)F”運(yùn)八運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火發(fā)射,火箭飛行583秒后,將“神舟八號(hào)”飛船成功送入近地點(diǎn)200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)330公里的預(yù)定軌道,之后,我國(guó)還將連續(xù)發(fā)射“神九”、“神十”飛船與天宮一號(hào)交會(huì)對(duì)接,從而建立第一個(gè)中國(guó)空間實(shí)驗(yàn)室.這個(gè)神話將在中國(guó)實(shí)現(xiàn).已知地球和月球的質(zhì)量分別為M1和M2,月球半徑為R,月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑為r,引力常量為G,假設(shè)已探測(cè)到在月球的環(huán)境溫度下,水蒸氣分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的平均速率為v.則(  )

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(3)月球公轉(zhuǎn)所需向心力是多少?

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