题目
题型:江西难度:来源:
(1)试导出以下各物理量的符号表示散失能量E′的公式.(2)算出E′的数值.(结果保留两位有效数字)
坠落开始时空间站的质量M=1.17×105Kg;
轨道离地的高度为h=146Km地球半径R=6.4×106m;
坠落窨范围内重力加速度可看作g=10m/s2;
入海残片的质量m=1.2×104Kg;
入海残片的温升高△T=3000K;
入海残片的入海速度为声速v=340m/s;
空间站材料每1千克升温1K平均所需能量C=1.0×103J;
每销毁1千克材料平均所需能量μ=1.0×107J.
答案
EP=Mgh ①
以v表示空间站在近圆轨道上的速度,有牛顿第二定律得:
Mg= M
v2 |
r |
其中r为轨道半径,若以R地表示地球半径,则:
r=R地+h ③
由②③可得空间站在近圆轨道上的动能为:
EK=
1 |
2 |
由①④可得,在近圆轨道上的机械能为:
E=Mg(
1 |
2 |
3 |
2 |
在坠落过程中,用于销毁部分所需能量为:
Q汽=(M-m)μ ⑥
用于残片升温所需能量:
Q残=cm△T ⑦
残片的动能:
E残=
1 |
2 |
以E′表示其他方式散失的能量,则有能量守恒得:
E=Q汽+E残+Q残+E/ ⑨
故散失能量E′的公式为:E/=Mg(
1 |
2 |
3 |
2 |
1 |
2 |
(2)以题给数据代入得:
E′=2.9×1012J
故E′的数值为:E′=2.9×1012J.
核心考点
试题【“和平号”空间站已于今年3月23日成功地坠落在太平洋海域,坠落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看作圆轨道)开始,经过与大气摩擦,空间站的绝大部分经过升温、熔化】;主要考察你对向心力与向心加速度等知识点的理解。[详细]
举一反三
在求小球由BFA回到A点的速度vA时,甲同学的解法是:由于回到A点时对轨道的压力为4mg,故4mg=m
vA2 |
R |
gR |
在求小球在A点的初速度v0时,乙同学的解法是:由于小球恰好到达B点,故小球在B点的速度为零,则有:
1 |
2 |
gR |
试按以下要求作答:
(1)你认为甲、乙两同学的解法是否正确?若不正确,请给出正确解法.
(2)在小球由B点沿BFA轨道返回A点的过程中,求小球克服摩擦力做的功.
q |
m |
5gl |
A.小球能达到圆周轨道的最高点P,且在P点受到轻杆向上的弹力 |
B.小球能达到圆周轨道的最高点P,且在P点受到轻杆向下的弹力 |
C.小球能达到圆周轨道的最高点P,但在P点不受轻杆的作用力 |
D.小球不可能达到圆周轨道的最高点P |
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