18.宇航员驾驶宇宙飞船到达月球,他在月球表面做了一个实验:在离月球表面高度为h处,将一小球以初速度v0水平抛出,水平射程为x。已知月球的半径为R,万有引力常量为G。不考虑月球自转的影响。求:
(1)月球表面的重力加速度大小g0 ;
(2)月球的质量M;
(3)飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度v。
(1)
(2)
(3)
(1)设飞船质量为m设小球落地时间为t,
根据平抛运动规律水平方向
竖直方向
解得
(2)在月球表面忽略地球自转时有
解得月球质量
由万有引力定律和牛顿第二定律
解得
本题主要考查了平抛运动,万有引力定律和天体的匀速圆周运动
飞船在近月轨道绕月球做匀速圆周运动时轨道半径等于月球半径,本题运算量较大易出现运动算错误。