小玉所在的學習小組在研究了“嫦娥一號”相關(guān)報道后得知,繞月衛(wèi)星在完成其繞月的偉大歷史使命后,最終將通過撞擊月球表面完成最后的多項科學使命,對此同學們做了相關(guān)的研究并提出了相應的問題.
(1)“嫦娥一號”探月衛(wèi)星執(zhí)行的一項重要任務(wù)就是評估月壤中氦-3的分布和儲量.兩個氘核聚變生成一個氦-3的核反應方程是:2
 
2
1
H→
 
3
2
He+
 
+3.26MeV,請在橫線上寫出相應粒子的符號.
(2)同學們提出若“嫦娥一號”以速率v豎直撞擊月球后,可彈回到距月球表面大約為h的高度,設(shè)此過程動能損失了50%,則由此可推算出月球表面的重力加速度g′多大?
(3)設(shè)月球半徑約為地球半徑的1/4,月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/81,不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響,在月球上要發(fā)射一顆環(huán)月衛(wèi)星,則最小發(fā)射速度多大?(地表處的重力加速度g取10m/s2,地球半徑R=6400km,計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
分析:(1)根據(jù)參與反應的粒子種類及生成粒子的種類,根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與核電荷數(shù)守恒寫出核反應方程式.
(2)根據(jù)機械能守恒定律列式即可求解;
(3)先求出地球發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度,通過類比即可求解.
解答:解:(1)核反應方程是2
 
2
1
H→
 
3
2
He+
 
1
0
n
+3.26MeV,
(2)設(shè)豎直彈回的速度大小為v2,則:
1
2
m
v
2
2
=
1
2
mv2×50%

由機械能守恒定律可得:
1
2
m
v
2
2
=mg′h

兩式聯(lián)立解得:g′=
v2
4h

(3)設(shè)地球、月球質(zhì)量分別為M1、M2,地球、月球半徑分別為R1、R2,衛(wèi)星質(zhì)量為m,在地球、月球上發(fā)射衛(wèi)星的最小速度分別為v1、v2
在地球表面附近,mg=m
v
2
1
R1

最小發(fā)射速度v1=
gR1
=
10×6400×103
m/s=8km/s

對地球近地衛(wèi)星,根據(jù)萬有引力定律有G
M1m
R
2
1
=m
v
2
1
R1

對月球近地衛(wèi)星,根據(jù)萬有引力定律有G
M2m
R
2
2
=m
v
2
2
R2

解①②兩式得v2=
M2R1
M1R2
v1=
4
81
×8km/s=1.8km/s

答:(1)
 
1
0
n
;(2)月球表面的重力加速度g′為
v2
4h
;(3)在月球上發(fā)射一顆環(huán)月衛(wèi)星,最小發(fā)射速度為1.8km/s.
點評:本題考查原子核反應方程、機械能守恒定律、萬有引力定律、牛頓第二定律等知識.考查理解能力、綜合分析能力.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

小玉所在的學習小組在研究了“嫦娥一號”相關(guān)報道后得知,繞月衛(wèi)星在完成其繞月的偉大歷史使命后,最終將通過撞擊月球表面完成最后的多項科學使命,對此同學們做了相關(guān)的研究并提出了相應的問題.
(1)“嫦娥一號”探月衛(wèi)星執(zhí)行的一項重要任務(wù)就是評估月壤中氦-3的分布和儲量.兩個氘核聚變生成一個氦-3的核反應方程是:2
 21
H→
 32
He+______+3.26MeV,請在橫線上寫出相應粒子的符號.
(2)同學們提出若“嫦娥一號”以速率v豎直撞擊月球后,可彈回到距月球表面大約為h的高度,設(shè)此過程動能損失了50%,則由此可推算出月球表面的重力加速度g′多大?
(3)設(shè)月球半徑約為地球半徑的1/4,月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/81,不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響,在月球上要發(fā)射一顆環(huán)月衛(wèi)星,則最小發(fā)射速度多大?(地表處的重力加速度g取10m/s2,地球半徑R=6400km,計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

小玉所在的學習小組在研究了“嫦娥一號”相關(guān)報道后得知,繞月衛(wèi)星在完成其繞月的偉大歷史使命后,最終將通過撞擊月球表面完成最后的多項科學使命,對此同學們做了相關(guān)的研究并提出了相應的問題。

(1) “嫦娥一號”探月衛(wèi)星執(zhí)行的一項重要任務(wù)就是評估月壤中氦-3的分布和儲量。兩個氘核聚變生成一個氦-3的核反應方程是:+__________+3.26 MeV,請在橫線上寫出相應粒子的符號。

(2)同學們提出若“嫦娥一號”以速率v豎直撞擊月球后,可彈回到距月球表面大約為h的高度,設(shè)此過程動能損失了50%,則由此可推算出月球表面的重力加速度g′多大?

(3)設(shè)月球半徑約為地球半徑的1/4,月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/81,不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響,在月球上要發(fā)射一顆環(huán)月衛(wèi)星,則最小發(fā)射速度多大?(地球表面處的重力加速度g取10 m/s2,地球半徑R=6 400km,計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源:2008年廣東省佛山市高考物理二模試卷(解析版) 題型:解答題

小玉所在的學習小組在研究了“嫦娥一號”相關(guān)報道后得知,繞月衛(wèi)星在完成其繞月的偉大歷史使命后,最終將通過撞擊月球表面完成最后的多項科學使命,對此同學們做了相關(guān)的研究并提出了相應的問題.
(1)“嫦娥一號”探月衛(wèi)星執(zhí)行的一項重要任務(wù)就是評估月壤中氦-3的分布和儲量.兩個氘核聚變生成一個氦-3的核反應方程是:2H→He+______n

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