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设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务,乘坐返回舱围绕火星做圆周运动的轨道舱....

设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务,乘坐返回舱围绕火星做圆周运动的轨道舱.为了安全,返回舱与轨道舱对接时,二者必须具有相同的速度.返回舱在返回过程中需克服火星引力做功W=mgR(1-manfen5.com 满分网),式中各量分别为:返回舱与人的总质量为m,火星表面重力加速度为g,火星半径为R,轨道舱到火星中心的距离为r,如图所示.不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响.求:
(1)返回舱与轨道舱对接时,返回舱的动能;
(2)该宇航员乘坐的返回舱至少需要获得多少能量,才能返回轨道舱?

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根据火星表面的重力等于万有引力列出等式. 研究轨道舱绕卫星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式求解宇航员乘坐返回舱与轨道舱对接时速度. 根据能量守恒求解返回轨道舱至少需要获得的能量. 【解析】 (1)设火星的质量为M,轨道舱的质量为m1.在火星表面处有 轨道舱绕火星做圆周运动时,应有 对接时,返回舱与轨道舱的速度相等.由以上两式解得 所以对接时返回舱的动能为 (2)设返回舱返回过程中需要的能量为E,由能量守恒定律知,E-W=Ek, ∵返回舱返回过程克服引力做功W=mgR(1-) ∴ 答:(1)返回舱与轨道舱对接时,返回舱的动能为; (2)该宇航员乘坐的返回舱至少需要获得的能量,才能返回轨道舱.
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考点分析:
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B.量程是0-3A,内阻是0.1Ω的电流表;
C.量程是0-3V,内阻是6kΩ的电压表;
D.量程是0-15V,内阻是30kΩ的电压表;
E.阻值为0-1kΩ,额定电流为0.5A的滑动变阻器;
F.阻值为0-10Ω,额定电流为2A的滑动变阻器;
G.蓄电池(6V);
H.开关一个,导线若干.
(1)为使测量结果尽量准确,电流表应选用______,电压表应选用______,滑动变阻器应选用______.(只填字母代号)
(2)若图所示的实验仪器就是我们选定,请用铅笔画线连接实验电路.

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A.v∝L2
B.v∝L
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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