首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
人造地球卫星
> 正文
返回
打印
我国发射的“嫦娥一号”探月卫星，实现了国人百年奔月的梦想．（1）如图1是某同学对“嫦娥一号”探月卫星绕月运行的可能轨道的猜想，其中不可能实现的是哪个图对应的轨道，你的理由
网友投稿 2022-10-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
我国发射的“嫦娥一号”探月卫星，实现了国人百年奔月的梦想．
（1）如图1是某同学对“嫦娥一号”探月卫星绕月运行的可能轨道的猜想，其中不可能实现的是哪个图对应的轨道，你的理由是什么？
（2）如果宇航员在月球表面上，测出小物块自由下落h高度所用的时间为t；测出绕月卫星在靠近月球表面圆轨道上飞行时的周期是T，已知万有引力常量为G．请你用上述各量推导出月球质量的表达式．
（3）某学校物理兴趣小组研究“嫦娥一号”探月卫星的发射和运行情况时猜想：卫星要把拍摄到的各种图片信息，持续不断地用微波发回地面时，由于月球的遮挡，在地球上总有一段时间接收不到卫星发来的微波信号．为了验证自己的猜想，他们设计了如图2所示的电脑模拟实验：固定地球和月球模型，让卫星绕月旋转，在地球上安装微波接收器，证实了他们的猜想是正确的．
在实验中他们设计和测量的各类数据是：地球、月球和卫星的质量分别为m
地
、m
月
和m
卫
，卫星绕月球运行的周期为T，轨道半径为r
卫
=2r，地球和月球的半径分别为r
地
=3r和r
月
=r，地球与月球之间的质心距离为L=180r．请你求出：在这个模拟实验中，卫星绕月球运行一个周期的时间内，地球不能接收到卫星发射的微波信号的时间（万有引力恒量为G，
cos89°=
1
90
）．
◎ 答案
（1）其中不可能实现的是D轨道．
因为“嫦娥一号”探月卫星的向心力靠月球与卫星间的万有引力提供，卫星的轨道圆心一定与月球的球心重合．
（2）设月球表面的重力加速度为g，物块自由下落时有
h=
1
2
g
t
2
卫星在月球的表面绕行时有
重力等于万有引力
mg=G
Mm
R
2
万有引力提供向心力
G
Mm
R
2
=m
(
2π
T
)
2
R
三式联立解得月球的质量
M=
h
3
T
4
2G
π
4
t
6
（3）根据题意作出运动模型图，如下图所示
设地球不能接收到卫星发射的微波信号的时间t，由图可知
t
T
=
α-β
180°
其中α=∠CO'A
β=∠CO'B
在△DFC中有 Lcosα=r
地
-r
月
在△BO'C中有 r
卫
cosβ=r
月
把L=180r、r
地
=3r、r
卫
=2r代入上面两式联立解得
cosα=
1
90
，所以α=89°
cosβ=
1
2
，所以β=60°
把角α和β的值代入
t
T
=
α-β
180°
解得
t=
29
180
T
答：（1）其中不可能实现的是D轨道． 因为“嫦娥一号”探月卫星的向心力靠月球与卫星间的万有引力提供，卫星的轨道圆心一定与月球的球心重合．
（2）月球质量的表达式为
M=
h
3
T
4
2G
π
4
t
6
．
（3）在这个模拟实验中，卫星绕月球运行一个周期的时间内，地球不能接收到卫星发射的微波信号的时间为
29
180
T
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“我国发射的“嫦娥一号”探月卫星，实现了国人百年奔月的梦想．（1）如图1是某同学对“嫦娥一号”探月卫星绕月运行的可能轨道的猜想，其中不可能实现的是哪个图对应的轨道，你的理由…”主要考查了你对 【人造地球卫星】，【万有引力定律的其他应用】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/267549.html
十二生肖
十二星座
