(2014•重庆)如图所示为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图,首先在发动机作用下,探测器受到推力在距月面高

(2014•重庆)如图所示为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图,首先在发动机作用下,探测器受到推力在距月面高度为h1处悬停(速度为0,h1远小于月球半径),接着推力改变,探测器开始竖直下降,到达距月面高度为h2处的速度为v,此后发动机关闭,探测器仅受重力下落至月面.已知探测器总质量为m(不包括燃料),地球和月球的半径比为k1,质量比为k2,地球表面附近的重力加速度为g,求:
(1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月球时的速度大小;
(2)从开始竖直下降到接触月面时,探测器机械能的变化.
夜半清风舞 1年前 已收到1个回答 举报

不许我哭 幼苗

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解题思路:(1)根据星球表面重力等于万有引力求解重力加速度;根据速度位移关系公式求解探测器刚接触月球时的速度大小;
(2)分动能变化和重力势能的变化分别求解,然后求和即可.

(1)设地球质量和半径分别为M和R,月球的质量、半径和表面的重力加速度分别为M′、R′和g′,探测器刚接触月球表面时的速度大小为v1
由mg′=G[M′m
R′2和mg=G
Mm
R2,得:g′=

k21

k 2g

v2t−v2=2g′h2,得:vt=
v2+
2
k21gh2
k2;
(2)设机械能变化量为△E,动能变化量为△Ek,重力势能变化量为△Ep
由△E=△Ek+△Ep
有△E=
1/2m(v2+
2
k21gh2
k2])-m

k21
k2gh1
得:△E=[1/2mv2-

k21
k2]mg(h1-h2
答:(1)月球表面附近的重力加速度大小为

k21

k 2g,探测器刚接触月球时的速度大小为
v2+
2
k21gh2
k2;
(2)从开始竖直下降到接触月面时,探测器机械能的变化为[1/2mv2-

k21
k2]mg(h1-h2).

点评:
本题考点: 万有引力定律及其应用.

考点点评: 本题关键是明确探测器的受力情况和运动情况,然后根据运动学公式和万有引力定律列方程求解,不难.

1年前

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