月球自转一周的时间与月球绕地球公转的周期相等均为T0,“嫦娥一号”探月卫星成功进入“极月轨道”,即通过月球两极上空的圆形

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  • 解题思路:(1)嫦娥一号所受万有引力提供圆周运动向心力由此计算其周期;

    (2)根据周期关系计算月球自转一周的过程中,嫦娥一号绕月运行多少圈;

    (3)月球自转一周,过程中嫦娥一号绕行N圈,根据几何关系有像机拍摄赤道宽度等于d=[2πR/2n]代入数据计算即可.

    (1)嫦娥一号绕月球飞行,万有引力提供圆周运动向心力有:

    [GMm

    (R+h)2=m(R+h)(

    2π/T)2

    由此可得嫦娥一号运行周期为:T=

    4π2(R+h)3

    GM]

    (2)嫦娥一号运行N圈的时间和月球自转一周的时间相同,故有:

    nT=T0

    得:n=

    T0

    T =T0

    GM

    4π2(R+h)3

    (3)令摄像机拍摄赤道宽为d,则嫦娥一号绕月球一周拍摄赤道长度为2d,在月球自转一周的过程中嫦娥一号绕行N圈,故根据几何关系有:

    2d•n=2πR

    得:d=

    2πR

    n=πR•

    1

    T0

    4π2(R+h)3

    GM=

    2π2R

    T0

    (R+h)3

    GM

    答:(1)嫦娥一号的周期为

    4π2(R+h)3

    GM;

    (2)月球自转一周的过程中嫦娥一号绕月球T0

    GM

    4π2(R+h)3圈

    (3)摄像机拍摄到的月球表面赤道上的宽度至少是

    2π2R

    T0

    (R+h)3

    GM.

    点评:

    本题考点: 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用.

    考点点评: 抓住万有引力提供嫦娥一号圆周运动向心力,掌握向心力的不同表达式是正确解题的关键.

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