Question

尋找地外文明與地球外的生存環(huán)境一直是科學(xué)家們不斷努力的目標(biāo)。如圖所示是我國的“探月工程”向月球發(fā)射一顆繞月探測衛(wèi)星“嫦娥一號(hào)”過程簡圖．月球探測計(jì)劃“嫦娥工程”預(yù)計(jì)在2017年送機(jī)器人上月球，實(shí)地采樣送回地球，為載人登月及月球基地選址做準(zhǔn)備．現(xiàn)設(shè)想你是宇航員隨“嫦娥”號(hào)登月飛船繞月球飛行，飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)儀器：A．計(jì)時(shí)表一只，B．彈簧秤一把，C．已知質(zhì)量為m的物體一個(gè)，D．天平一臺(tái)(附砝碼一盒)．在飛船貼近月球表面時(shí)可近似看成繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，你已測量出飛船在靠近月球表面的圓形軌道繞行N圈所用的時(shí)間為T．為了能測算出月球的半徑和質(zhì)量，飛船的登月艙在月球上著陸后，你遙控機(jī)器人利用所攜帶的儀器又進(jìn)行了第二次測量．（已知萬有引力常量為G），求：

（1）說明你給機(jī)器人發(fā)的指令,如何讓它進(jìn)行第二次測量的？

（2）試推導(dǎo)用上述測量的物理量表示的月球半徑和質(zhì)量的表達(dá)式．

 (3)若已知，則可以推知近月衛(wèi)星的運(yùn)行速度約為近地衛(wèi)星運(yùn)行速度的多少倍？

 

Answer 1

【答案】

（1）見解析（2）(3)

【解析】（1）機(jī)器人在月球上用彈簧秤豎直懸掛物體，靜止時(shí)讀出彈簧秤的讀數(shù)F，即為物體在月球上所受重力的大小   ---------------（2分）

（2）在月球上忽略月球的自轉(zhuǎn)可知   -----------（1分） 

    ------------- （1分）

飛船靠近月球表面繞月球運(yùn)行時(shí)，可知

 

 又   ------------------（1分）

可知月球的半徑       ----------------（1分）

月球的質(zhì)量         ---------------  （1分）

（3）   -----------------（1分）

 

  ----------（1分）