(1)在星球表面上,重力等于万有引力.则
在地球表面上,有mg=G
M地m R2
在月球表面上,有mg0=G
M月m r2
由以上两式得,月球表面的重力加速度g0=
×(M月 M地
)2g=1.6m/s2R r
(2)在星球表面附近,重力提供卫星绕星球做匀速圆周运动的向心力,则
在地球表面附近,mg=G
v2 R
在月球表面附近,mg 0=m
v
r
联立上两式得v0=v
=1.8km/s
×g0 g
r R
(3)由(2)中求得的第一宇宙速度为1.8km/s,小于水蒸气的平均速率将达到2km/s,所以水蒸气将离开月球表面做离心运动,所以在月球的表面上不可能有水的存在.
答:
(1)月球表面的重力加速度为1.6m/s2.
(2)若在月球表面上发射一颗人造月球卫星,其绕月球做匀速圆周运动的最大速率是1.8km/s.
(3)由上证明可知在月球的表面上不可能有水的存在.