2020年5月5日,長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭搭載新一代載人飛船試驗(yàn)船和返回艙試驗(yàn)艙,在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)(北緯19度,可近似看成位于赤道附近)點(diǎn)火升空,豎直向上飛行約17s后開始程序轉(zhuǎn)彎,火箭逐漸偏向東方飛去,最后試驗(yàn)艙船與火箭成功分離,進(jìn)入預(yù)定軌道。據(jù)了解,此次發(fā)射的載人飛船試驗(yàn)船和返回艙試驗(yàn)艙約22噸。假設(shè)其預(yù)定軌道高度為200km,自西向東運(yùn)轉(zhuǎn)。已知地球半徑約為6400km,地表重力加速度g取10m/s2。在忽略空氣阻力影響的前提下,估算為將試驗(yàn)艙船從地面送入預(yù)定軌道,火箭至少需要對(duì)它做多少功。某同學(xué)的估算過程如下:
火箭將試驗(yàn)艙船從地面送至預(yù)定軌道過程中,由動(dòng)能定理可得:W箭+W重=12mv軌2
在地面上有GMmR2=mg
在預(yù)定軌道上有G=Mm(R+h)2=mv2軌R+h,可得12mv軌2=GMm2(R+h)=mgR22(R+h)
因此W箭=mgh+12mv軌2=mgh+mgR22(R+h)=mg[h+R22(R+h)]
代入數(shù)據(jù)解得W箭=7×1011J
請(qǐng)你判斷這位同學(xué)的估算過程是否合理(不用考慮計(jì)算結(jié)果是否正確),并說明理由。
1
2
M
m
R
2
M
m
(
R
+
h
)
2
v
2
軌
R
+
h
1
2
GM
m
2
(
R
+
h
)
mg
R
2
2
(
R
+
h
)
1
2
mg
R
2
2
(
R
+
h
)
R
2
2
(
R
+
h
)
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:164引用:1難度:0.5
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1.假設(shè)你經(jīng)努力學(xué)習(xí)和刻苦訓(xùn)練后成為中國(guó)登月第一人,你站在半徑為R的月球表面,從到月球表面高度為h處將一個(gè)小球由靜止釋放,經(jīng)過時(shí)間t,小球落到月球表面。不考慮月球的自轉(zhuǎn),引力常量為G。求:
(1)月球表面的重力加速度g;
(2)月球的質(zhì)量M。發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:27引用:1難度:0.5 -
2.假設(shè)你經(jīng)過刻苦學(xué)習(xí)與訓(xùn)練后,成為我國(guó)登月的第一人。你站在半徑為R的月球表面,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得質(zhì)量為m的小球所受重力的大小為F。引力常量為G,不考慮月球的自轉(zhuǎn)。
(1)求月球的質(zhì)量M及其第一宇宙速度v;
(2)若你在距月球水平表面高度為h處,以大小為v0的速度沿水平方向拋出該小球,求該小球落到月球表面上的位置與拋出點(diǎn)間的水平距離x。發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:44引用:1難度:0.5 -
3.2007年10月24日我國(guó)成功發(fā)射了“嫦娥一號(hào)”繞月衛(wèi)星.我國(guó)計(jì)劃2020年實(shí)現(xiàn)載人登月.若你通過努力學(xué)習(xí)、刻苦訓(xùn)練有幸成為中國(guó)登月第一人,而你為了測(cè)定月球表面附近的重力加速度進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):在距月球表面高度h=20m處讓一個(gè)小球由靜止開始自由下落,下落的時(shí)間為t=5s.則( )
發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:6引用:1難度:0.7
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