①(供选学物理1-1的考生做)2010年10月1日18点59分57秒我国发射了嫦娥二号探月卫星,如图所示,其中A为嫦娥二号卫星,它绕月球O运行的轨道可近似看作圆.嫦娥二号卫星运行的轨道

◎ 题目

①(供选学物理1-1的考生做)
2010年10月1日18点59分57秒我国发射了嫦娥二号探月卫星,如图所示,其中A为嫦娥二号卫星,它绕月球O运行的轨道可近似看作圆.嫦娥二号卫星运行的轨道半径为r,月球的质量为M.已知万有引力常量为G.求:

魔方格

(1)嫦娥二号卫星做匀速圆周运动的向心加速度大小;
(2)嫦娥二号卫星绕月运行的周期.
②(供选学物理3-1的考生做)
如图所示,A 是地球的同步卫星,其轨道位于赤道平面内,相对地面静止,具有很高的应用价值. 已知地球半径为R,地球自转角速度为ω 0,地球表面的重 力加速度为g,万有引力常量 为 G,O 为地 球的球 心. 求:

魔方格

(1)地球的近似质量;
(2)同步卫星离地面的高度.

◎ 答案

解①:(1)设嫦娥二号卫星的向心加速度大小为a,
根据万有引力提供向心力得:G
Mm
r2
=ma
解得:a=G
M
r2

(2)因为    G
Mm
r2
=m
4π2
T2
r


解得:T=2π

r3
GM

②(1)设地球的质量为M
忽略地球自转的影响,根据万有引力等于重力得:G
Mm
R2
=mg
解得:M=
gR2
G

(2)研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:
    G
Mm
(R+h)2
=mω02(R+h)M  ②
由①②解得:h=
3
gR2
ω02

-R

答:①(1)嫦娥二号卫星做匀速圆周运动的向心加速度大小是G
M
r2

(2)嫦娥二号卫星绕月运行的周期是2π

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