月球半径约为地球半径1/4,月球的质量是地球质量的1/96(1)月球表面的重力加速度大约为?(2)当月球上要

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  • 设一个天体的质量是M,半径是R,该天体表面的重力加速度是 g1,它的第一宇宙速度(等于最小发射速度)是V1

    则有 GM m卫 / R^2=m卫* V1^2 / R=m卫*g1

    得 g1=GM / R^2

    V1=根号(GM / R)

    (1)由题目条件:R月=R地 / 4 ,M月=M地 / 96

    得 月球表面的重力加速度是

    g月=g地*(M月 / M地)/(R月 / R地)^2=9.8*(1 / 96)/(1 / 4)^2=9.8 / 6=1.63 m/s^2

    (2)月球上发射环月卫星的最小发射速度是

    V1月=V1地*根号[ (M月 / M地) / ( R月 / R地) ]=7.9*根号 [ (1 / 96) / (1 / 4) ]=1.61 千米 / 秒

    (3)当飞船在月球表面附近环绕月球运动时,飞船的轨道半径可认为等于月球半径,这时宇航员可通过手表测出飞船绕月球运动的周期T,就可估算出月球的平均密度ρ .

    推导:由万有引力提供向心力,得

    G*M月*m船 / R月^2=m船*(2π / T)^2 * R月

    得 M月=(2π / T)^2 * R月^3 / G

    而月球的体积是 V月=4π*R^3 / 3

    所以月球的平均密度是 ρ=M月 / V月=[ (2π / T)^2 * R月^3 / G] /(4π*R^3 / 3)=3π / (G*T^2)