20世紀人類最偉大的創舉之一是開拓了太空這一全新活動領域。請應用所學物理知識,思考并解決以下問題。
(1)航天器是一個微重力實驗室,由于失重現象,物體的質量常采用動力學方法測量。如圖所示是測量空間站質量的原理圖。若已知飛船質量為m,其推進器的平均推力F,在飛船與空間站對接后,推進器工作時間為t時,測出飛船和空間站的速度變化是Δv,求空間站的質量M0。
(2)飛船和空間站一起以速度v繞地球做勻速圓周運動。已知飛船的質量為m,某時刻空間站和飛船分離,分離時空間站與飛船沿軌道切線方向的相對速度為u。試分析計算分離后飛船相對地面的速度v1和空間站相對地面的速度v2分別是多少。
(3)若分離后的飛船運行軌道附近范圍內有密度為ρ(恒量)的稀薄空氣。稀薄空氣可看成是由彼此沒有相互作用的均勻小顆粒組成,所有小顆粒原來都靜止。假設每個小顆粒與飛船碰撞后具有與飛船相同的速度,且碰撞時間很短。已知地球的質量為M,飛船為柱狀體,橫截面積為S,沿半徑為r的圓形軌道在高空繞地球運行,引力常數為G。試通過分析推導說明飛船在該軌道運行時所受空氣阻力f大小的影響因素。
【答案】(1)空間站的質量;
(2)分離后飛船相對地面的速度,空間站相對地面的速度;
(3)飛船在該軌道運行時所受空氣阻力f大小的影響因素有飛船運動的軌道半徑、稀薄空氣的密度與飛船的橫截面積。
F
t
Δ
v
-
m
(2)分離后飛船相對地面的速度
v
-
(
F
t
-
m
Δ
v
)
u
F
t
v
+
m
Δ
vu
F
t
(3)飛船在該軌道運行時所受空氣阻力f大小的影響因素有飛船運動的軌道半徑、稀薄空氣的密度與飛船的橫截面積。
【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:130引用:2難度:0.5
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(1)在距月球表面h高度的軌道上繞月運行的飛船的運行周期T;
(2)月球表面的重力加速度為g月;
(3)在月球表面把“玉兔”發射成月球衛星的最小發射速度v.發布:2025/1/11 8:0:2組卷:158引用:1難度:0.3 -
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,其中G為引力常量,M為星體質量.求:GMmhR(R+h)
(1)月球密度;
(2)若忽略月球的自轉,從開始發射到對接完成需要對“玉兔”做的功.發布:2025/1/11 8:0:2組卷:33難度:0.3 -
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.若忽略月球的自轉,求:mgBRhR+h
(1)“玉兔”在h高度的軌道上的動能;
(2)從開始發射到對接完成需要對“玉兔”做的功。發布:2025/1/11 8:0:2組卷:70引用:1難度:0.5
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