（15分）按照我國整個(gè)月球探測活動的計(jì)劃，在第一步“繞月”工程圓滿完成各項(xiàng)目標(biāo)和科學(xué)探測任務(wù)后，將開展第二步“落月”工程。如圖所示 假設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，飛船沿距月球表面高度為3R的圓形軌道I上運(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動到軌道 上的A點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)火變軌進(jìn)人橢圓軌道II，在到達(dá)軌道的近月點(diǎn)B時(shí)再次點(diǎn)火變軌，進(jìn)入近月軌道III繞月球做圓周運(yùn)動。求：

（1）飛船在軌道I上的運(yùn)行速率；
（2）飛船在軌道III上繞月球運(yùn)動一周所需的時(shí)間？

（1）  （2）

解析試題分析：（1）設(shè)月球的質(zhì)量為M，飛船的質(zhì)量為m，飛般在軌道I上時(shí)，由萬有引力提供向心力得：
，在月球表面附近有：，
解得飛般在I軌道上的運(yùn)行速率 
（2）飛般在軌道III上時(shí)，由萬有引力提供向心力得：，
解得飛在軌道III上的周期
考點(diǎn)： 萬有引力定律

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：單選題

蕩秋千是大家喜愛的一項(xiàng)體育活動，隨著科技的發(fā)展，將來有一天，同學(xué)們也許會在其它星球上享受蕩秋千的樂趣．假設(shè)你當(dāng)時(shí)所在星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為1∶80，半徑為1∶4.可將人看成質(zhì)點(diǎn)，擺角小于90°，若經(jīng)過最低位置的速度為4 m/s，你能上升的最大高度是(　　)

A．0.8 m B．4 m
C．2 m D．1.6 m

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

“重力探礦”是常用的探測石油礦藏的方法之一。其原理可簡述如下：如圖，P、Q為某地區(qū)水平地面上的兩點(diǎn)，在P點(diǎn)正下方一球形區(qū)域內(nèi)儲藏有石油，假定區(qū)域周圍巖石均勻分布，密度為；石油密度遠(yuǎn)小于，可將上述球形區(qū)域視為空腔。如果沒有這一空腔，則該地區(qū)重力加速度（正常值）沿豎直方向；當(dāng)存在空腔時(shí)，該地區(qū)重力加速度的大小和方向會與正常情況有微小偏差。重力加速度在原堅(jiān)直方向（即PO方向）上的投影相對于正常值的偏離叫做“重力加速度反常”。為了探尋石油區(qū)域的位置和石油儲量，常利用P點(diǎn)附近重力加速度反�，F(xiàn)象。已知引力常數(shù)為G。

（1）“重力探礦”利用了“割補(bǔ)法”原理：如圖所示，在一個(gè)半徑為R、質(zhì)量為M的均勻球體中，緊貼球的邊緣挖去一個(gè)半徑為R/2的球形空穴后，剩余的陰影部分對位于球心和空穴中心連線上、與球心相距d的質(zhì)點(diǎn)m的引力是多大?
（2）設(shè)球形空腔體積為V，球心深度為d（遠(yuǎn)小于地球半徑），=x，利用“割補(bǔ)法”原理：如果將近地表的球形空腔填滿密度為的巖石,則該地區(qū)重力加速度便回到正常值.因此,重力加速度反常值可通過填充后的球形區(qū)域?qū)處物體m產(chǎn)生的附加引力來計(jì)算,式中M是填充巖石后球形區(qū)域的質(zhì)量,求空腔所引起的Q點(diǎn)處的重力加速度反常值（在OP方向上的分量）
（3）若在水平地面上半徑L的范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)：重力加速度反常值在與（k>1）（為常數(shù)）之間變化，且重力加速度反常的最大值出現(xiàn)在半為L的范圍的中心,如果這種反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，試求此球形空腔球心的深度和空腔的體積。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）據(jù)人民網(wǎng)報(bào)道，北京時(shí)間2013年12月6日17時(shí)53分，嫦娥三號探測器成功實(shí)施近月制動，順利進(jìn)入環(huán)月軌道。探測器環(huán)月運(yùn)行軌道可視為圓軌道。已知探測器環(huán)月運(yùn)行時(shí)可忽略地球及其他天體的引力，軌道半徑為r，運(yùn)動周期為T，引力常量為G。求：
（1）探測器繞月運(yùn)行的速度的大小；
（2）探測器繞月運(yùn)行的加速度的大��；
（3）月球的質(zhì)量。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（12分） 經(jīng)過近7年時(shí)間，2億千米在太空中穿行后，美航天局和歐航天局合作研究出“卡西尼”號土星探測器于美國東部時(shí)間6月30日抵達(dá)預(yù)定軌道，開始“拜訪土星及其衛(wèi)星家族. 這是人類首次針對土星及其31顆已知衛(wèi)星最詳盡的探測. 若“卡西尼”號土星探測器進(jìn)入環(huán)繞土星上空的圓軌道飛行，已知土星半徑為R，探測器離土星表面高度為h，環(huán)繞n周的飛行時(shí)間為t. 求土星的質(zhì)量和平均密度（球體體積公式）。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）我國國防科技工業(yè)局在2012年7月30日宣布，“嫦娥三號”將于2013年下半年擇機(jī)發(fā)射。我國已成功發(fā)射了“嫦娥二號”探月衛(wèi)星，已知該衛(wèi)星在環(huán)月圓軌道繞行圈所用的時(shí)間為 ，月球半徑為 ，月球表面的重力加速度為.
（1）請推導(dǎo)出“嫦娥二號”衛(wèi)星離月球表面高度的表達(dá)式；
（2）地球和月球的半徑之比為、表面重力加速度之比為，試求地球和月球的密度之比.

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

嫦娥三號將于今年12月發(fā)射，嫦娥三號及其月球車實(shí)現(xiàn)一系列重大突破，將完成在月球表面軟著陸和巡視探測，實(shí)現(xiàn)中華民族五千年來九天攬?jiān)碌膲粝�。一位勤于思考的同學(xué)為探月機(jī)械人設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：在月球表面以初速度v0豎直上拋出一個(gè)物體，測得物體的經(jīng)過t時(shí)間落回。通過查閱資料知道月球的半徑為R，引力常量為G，若物體只受月球引力的作用，上拋高度很小。求：
(1)月球的質(zhì)量
(2)嫦娥三號在距月球表面高R處繞月球圓周運(yùn)行的速率

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（15分）按照科學(xué)家的設(shè)想，將來人類離開地球到宇宙中生活，可以住在如圖所示的宇宙村，它是一個(gè)圓環(huán)形的密封建筑，人們生活在圓環(huán)形建筑的內(nèi)壁上。為了使人們在其中生活不至于有失重感，可以讓它旋轉(zhuǎn)。若這個(gè)建筑物的直徑d=200m，要讓人類感覺到像生活在地球上一樣，求該建筑繞其中心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速。（取g=10m/s2，）

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

一顆質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，衛(wèi)星到地心的距離為r，已知引力常量G、地球質(zhì)量M和地球半徑R，求：
（1）地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力的大��；
（2）衛(wèi)星的速度大�。�
（3）地球表面重力加速度（不考慮地球自轉(zhuǎn)）。

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