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          2020年12月1日23時11分,嫦娥五號的著上組合體成功著陸在月球的預定區域。由于其著陸腿具有緩沖、吸能、防振防傾斜等功能,確保了著上組合體穩定可靠地完成與月球的“親密擁抱”。
          (1)著陸腿的工作原理可簡化為:如圖甲所示,附著輕彈簧的物塊由靜止釋放,當物塊在著地過程中速度減為零時,緩沖彈簧不再發生形變,物塊即刻平穩地靜止在地面上。設物塊的質量為m,下落高度為H。
          ①此過程中彈簧“吸收”物塊的能量E是多少?
          ②簡要說明減小物塊對地面沖擊力的原理。
          (2)著上組合體在月表上方約30m時自主確定著陸點并開始垂直降落。關閉發動機時,它對月面高h=2m,速度v=2m/s。具有“吸能”功能的四個著陸腿是用特制的鋁蜂窩材料做成的,圖乙是在地面做模擬試驗時得到的著陸腿所受沖擊力隨位移變化的F-x曲線。假設著上組合體在月球著陸時,著陸腿所受的沖擊力隨位移變化的F-x曲線與圖乙相同。請你估算著上組合體的質量M(計算時,取地球和月球的半徑之比k4≈4,質量之比k2≈80,地球表面附近的重力加速度g=10m/s2)。

          【答案】(1)①此過程中彈簧“吸收”物塊的能量E為mgH。
          ②簡要說明減小物塊對地面沖擊力的原理:見上解析。
          (2)組合體的質量M約為816kg
          【解答】
          【點評】
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          發布:2024/6/27 10:35:59組卷:89引用:1難度:0.5
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