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中国计划在2017年实现返回式月球软着陆器对月球进行科学探测,如图所示.届时发射一颗运动半径为r的绕月卫星,登月着陆器从绕月卫星出发,沿椭圆轨道降落到月球的表面上,与月球表
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问题描述:

中国计划在2017年实现返回式月球软着陆器对月球进行科学探测,如图所示.届时发射一颗运动半径为r的绕月卫星,登月着陆器从绕月卫星出发,沿椭圆轨道降落到月球的表面上,与月球表面经多次碰撞和弹跳才停下来.假设着陆器第一次弹起的最大高度为h,水平速度为v1,第二次着陆时速度为v2.已知月球半径为R,着陆器质量为m,不计一切阻力和月球的自转.求:

(1)月球表面的重力加速度g月.

(2)在月球表面发射一颗月球卫星的最小发射速度是多大?

(3)设想软着陆器完成了对月球的科学考察任务后,再返回绕月卫星,返回与卫星对接时,二者具有相同的速度,着陆器在返回过程中需克服月球引力做功W=mg月(1−Rr)R,则着陆器的电池应提供给着陆器多少能量,才能使着陆器安全返回到绕月卫星.

高琛颢回答:
  (1)着陆器从高度为h到第二次着陆,由机械能守恒有:mg月h−12mv12=12mv22得出月球表面的重力加速度为:g月=v22−v122h①(2)当卫星的轨道半径为月球半径R时,发射速度最小,设最小速度为v,由万有引力提供向心...
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