解题思路:平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据平抛运动的知识求出月球表面的重力加速度.根据万有引力等于重力求出月球的质量.
以宇宙飞船将贴着月球的表面运行,轨道半径等于月球的半径.求出飞船的速率.
(1)物体在月球表面做平抛运动,
水平方向上:x=v0t
竖直方向上:h=[1/2]gt2
月球表面的重力加速度:g=
2
hv20
x2
设月球的质量为M,对月球表面质量为m的物体,根据万有引力等于重力有
[GMm
R2=mg
解得:M=
2
hR2v20
G x2
根据密度的公式得:ρ=
M/V]=
3h
v20
2GπRx2.
(2)设环绕月球表面飞行的宇宙飞船的速率为v,根据万有引力等于重力则
有:mg=
mv2
R
解得:v=
v0
x
2hR
答:(1)月球的密度为
3h
v20
2GπRx2;
(2)环绕月球表面的宇宙飞船的速率为
v0
x
2hR.
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: 本题考查应用万有引力定律解决实际问题的能力,关键要建立模型,理清思路.
重力加速度g是联系天体运动和星球表面物体的运动的桥梁.