Question

月球自轉一周的時間與月球繞地球運行一周的時間相等，都為T₀．“嫦娥1號”探月衛星于2007年11月7日成功進入繞月運行的“極月圓軌道”，這一圓形軌道通過月球兩極上空，距月面的高度為h．若月球質量為M，月球半徑為R，萬有引力恒量為G．求：
（1）“嫦娥1號”繞月運行的周期．
（2）在月球自轉一周的過程中，“嫦娥1號”將繞月運行多少圈？

Answer 1

（1）“嫦娥1號”軌道半徑r=R+h，月球對它的萬有引力提供圓周運動的向心力

GMm

r2

=

m?4π2r

T2

                                            
所以，“嫦娥1號”衛星繞月運行的周期 T=2π

(R+h)3 GM

                  
（2）在月球自轉一周的過程中，“嫦娥1號”將繞月運行圈數
n=

T0

T

                                                           
所以n=

T0

2π

GM (R+h)3

  
答：（1）“嫦娥1號”繞月運行的周期是2π

(R+h)3 GM

．
（2）在月球自轉一周的過程中，“嫦娥1號”將繞月運行

T0

2π

GM (R+h)3

圈．