Question

【題目】開普勒第三定律指出：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。該定律對一切具有中心天體的引力系統(tǒng)都成立。如圖，嫦娥三號探月衛(wèi)星在半徑為r的圓形軌道Ⅰ上繞月球運行，周期為T。月球的半徑為R，引力常量為G。某時刻嫦娥三號衛(wèi)星在A點變軌進入橢圓軌道Ⅱ，在月球表面的B點著陸。A、O、B三點在一條直線上。求：

（1）月球的密度；

（2）在軌道Ⅱ上運行的時間。

Answer 1

【答案】(1) (2)

【解析】

本題考查中心天體質(zhì)量和密度的計算及開普勒第三定律的應(yīng)用。

(1)設(shè)月球的質(zhì)量為M，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，對衛(wèi)星受力分析可得

月球的密度

聯(lián)立解得：

(2)橢圓軌道的半長軸

設(shè)橢圓軌道上運行周期為T1，由開普勒第三定律得

衛(wèi)星在軌道Ⅱ上運行的時間

聯(lián)立解得： 。