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(1)若“嫦娥三号”贴近月球表面做匀速圆周运动,其运动的周期为T,已知月球半径为R,引力常量为G,试求出月球的质量M;
(2)若宇航员随“嫦娥三号”登陆月球后,在月球表面离月面H高处由静止释放一个小球,经过时间t 落到月球表面.已知月球半径为R,引力常量为G,试求出月球的质量M.

分析 1、“嫦娥三号”绕月球做圆周运动,万有引力提供向心力$\frac{GMm}{{R}^{2}}$=m$\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$R,化简可得地球的质量.
2、小球在月球表面做自由落体运动H=$\frac{1}{2}$gt2,化简可得月球表面重力加速度,再根据月球表面的物体受到重力等于万有引力m′g=G$\frac{Mm′}{{R}^{2}}$,化简可得月球的质量.

解答 解:(1)“嫦娥三号”贴近月球表面做匀速圆周运动,
根据万有引力提供向心力$\frac{GMm}{{R}^{2}}$=m$\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$R
得月球质量为M=$\frac{4{π}^{2}{R}^{3}}{G{T}^{2}}$
(2)小球在月球表面做自由落体运动H=$\frac{1}{2}$gt2
得月球表面重力加速度g=$\frac{2H}{{t}^{2}}$
在月球表面球的重力等于球受到月球的万有引力
设球的质量为m′,则有
m′g=G$\frac{Mm′}{{R}^{2}}$,
解得M=$\frac{g{R}^{2}}{G}$=$\frac{2H{R}^{2}}{G{t}^{2}}$
答:(1)若“嫦娥三号”贴近月球表面做匀速圆周运动,其运动的周期为T,已知月球半径为R,引力常量为G,则月球的质量$\frac{4{π}^{2}{R}^{3}}{G{T}^{2}}$;
(2)若宇航员随“嫦娥三号”登陆月球后,在月球表面离月面H高处由静止释放一个小球,经过时间t 落到月球表面.已知月球半径为R,引力常量为G,则月球的质量$\frac{2H{R}^{2}}{G{t}^{2}}$.

点评 本题是卫星类型的问题,常常建立这样的模型:环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动,由中心天体的万有引力提供向心力,注意引力提供向心力,与引力等于重力的两种情况.

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