北京时间2010年10月1日18时59分57秒,嫦娥二号卫星成功发射并进入地月轨道.假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0,飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动,到达轨道

◎ 题目

北京时间2010年 10月1日18时59分57秒,嫦娥二号卫星成功发射并进入地月轨道.假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0,飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动,到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球作圆周运动.求:
(1)飞船在轨道Ⅰ上的运行速率;
(2)飞船在A点处点火后瞬间与点火前相比,速度是变大还是变小?
(3)飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间.
魔方格

◎ 答案

(1)设月球的质量为M,飞船的质量为m,则
在月球表面,重力提供向心力,则G
Mm
R2
=mg0

对飞船有:G
Mm
(4R)2
=m
v2
4R

解得:
v=
1
2

g0R

(2)飞船在A点处点火后,轨道半径减小,根据G
Mm
R2
=m
v2
R
可知,当R减小时,v也减小.
(3)设飞船在近月轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间为T,则:
m(
T
)
2
R=mg0

T=

R
g0

答:(1)飞船在轨道Ⅰ上的运行速率为
1
2

g0R

(2)飞船在A点处点火后瞬间与点火前相比,速度变小;
(3)飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间为

R
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