解题思路:(1)根据平抛运动的水平位移和初速度求出平抛运动的时间,结合竖直方向上的高度,运用位移时间公式求出月球表面的重力加速度.
(2)根据万有引力等于重力求出月球的质量.
(3)根据万有引力提供向心力求出环绕月球表面做圆周运动的速率.
(1)根据x=v0t得,平抛运动的时间为:t=[x
v0,
根据h=
1/2gt2得月球表面的重力加速度为:g=
2h
t2=
2hv02
x2].
(2)根据万有引力等于重力得:G
Mm
R2=mg,
解得月球的质量为:M=
gR2
G=
2hv02R
Gx2.
(3)根据万有引力提供向心力得:G
Mm
R2=mg=m
v2
R,
解得:v=
gR=
v0
2hR
x.
答:(1)月球表面的重力加速度g为
2hv02
x2;
(2)月球的质量M为
2hv02R
Gx2;
(3)环绕月球表面的宇宙飞船的速率为
v0
2hR
x.
点评:
本题考点: 万有引力定律及其应用;向心力.
考点点评: 本题考查了万有引力定律与平抛运动的综合,掌握万有引力定律的两个重要理论是解题的关键,1、万有引力提供向心力,2、万有引力等于重力.