【題目】若宇航員完成了對(duì)火星表面的科學(xué)考察任務(wù)，乘坐返回艙返回圍繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道艙，如圖所示． 為了安全，返回艙與軌道艙對(duì)接時(shí)，必須具有相同的速度． 已知：該過(guò)程宇航員乘坐的返回艙至少需要獲得的總能量為E(可看做是返回艙的初動(dòng)能)，返回艙與人的總質(zhì)量為m，火星表面重力加速度為g，火星半徑為R，軌道艙到火星中心的距離為r，不計(jì)火星表面大氣對(duì)返回艙的阻力和火星自轉(zhuǎn)的影響． 問(wèn)：

(1)返回艙與軌道艙對(duì)接時(shí)，返回艙與人共具有的動(dòng)能為多少？

(2)返回艙在返回軌道艙的過(guò)程中，返回艙與人共需要克服火星引力做多少功？

【答案】(1) 　(2)

【解析】

列出萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力的速度表達(dá)式，在加黃金代換進(jìn)行整合，可以得到動(dòng)能表達(dá)式；由動(dòng)能定理可以求得火星對(duì)返回艙做的功，則克服火星引力做多少功。

（1）質(zhì)量為m1的物體在火星表面：

設(shè)軌道艙的質(zhì)量為m0，速度大小為v，則

返回艙和人應(yīng)具有的動(dòng)能：

聯(lián)立以上解得：

（2）對(duì)返回艙在返回過(guò)程中，由動(dòng)能定理知：W=Ek-E
聯(lián)立解得火星引力對(duì)返回艙做功：

故克服引力做功為：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲，水平地面上有一靜止平板車，車上放一物塊，物塊與平板車的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，t=0時(shí)，車開(kāi)始沿水平面做直線運(yùn)動(dòng)，其v﹣t圖象如圖乙所示，g取10 m/s2，若平板車足夠長(zhǎng)，關(guān)于物塊的運(yùn)動(dòng)，以下描述正確的是

A. 0~6 s加速，加速度大小為2 m/s2，6~12 s減速，加速度大小為2 m/s2

B. 0~8 s加速，加速度大小為2 m/s2，8~12 s減速，加速度大小為4 m/s2

C. 0~8 s加速，加速度大小為2 m/s2，8~16 s減速，加速度大小為2 m/s2

D. 0~12 s加速，加速度大小為1.5 m/s2，12~16 s減速，加速度大小為4 m/s2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】電池甲和乙的電動(dòng)勢(shì)分別為E1和E2，內(nèi)電阻分別為r1和r2，已知 E1<E2，若用甲、乙電池分別向某個(gè)電阻R供電，則在這個(gè)電阻上所消耗的電功率相同.若用甲、乙電池分別向某個(gè)電阻R′供電，則在R′上消耗的電功率分別為P1和P2，已知R′>R則

A. r1>r2，P1 >P2 B. r1<r2，P1 <P2 C. r1<r2，P1 >P2 D. r1>r2，P1 <P2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示電路中，電源電動(dòng)勢(shì)E＝10v，內(nèi)電阻不計(jì)，電阻R1＝14Ω，R2＝6.0Ω，R3＝2.0Ω，R4＝8.0Ω，R5＝10Ω，電容器的電容C＝2μF，求：

（1）電容器所帶的電荷量。并說(shuō)明電容器哪個(gè)極板帶正電．

（2）若R2突然斷路，將有多少電荷量通過(guò)R5？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】繼神秘的火星之后，今年土星也成了全世界關(guān)注的焦點(diǎn)！經(jīng)過(guò)近7年35.2億公里在太空中風(fēng)塵仆仆的穿行后，美航天局和歐航天局合作研究的“卡西尼”號(hào)土星探測(cè)器于美國(guó)東部時(shí)間6月30日（北京時(shí)間7月1日）抵達(dá)預(yù)定軌道，開(kāi)始“拜訪”土星及其衛(wèi)星家族。這是人類首次針對(duì)土星及其31顆已知衛(wèi)星最詳盡的探測(cè)！若“卡西尼”號(hào)探測(cè)器進(jìn)入繞土星飛行的軌道，在半徑為R的土星上空離土星表面高 的圓形軌道上繞土星飛行，環(huán)繞周期為T(mén)，萬(wàn)有引力常量為G。求：土星的質(zhì)量和平均密度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，U形管左右管橫截面積相同，在左管內(nèi)用水銀封閉一段長(zhǎng)為28cm、溫度為280K的空氣柱，左右兩管水銀面高度差為36cm,外界大氣壓為76cmHg.若給左管的封閉氣體加熱，使左管內(nèi)水銀面下降4cm,求：

(1)此時(shí)左管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為多少?

(2)此時(shí)左管內(nèi)氣體的溫度為多少?

(3)加熱后溫度保持不變，向右管注入水銀，使管內(nèi)氣柱長(zhǎng)度恢復(fù)為28cm,求注入的水銀在管內(nèi)高度，(計(jì)算結(jié)果保留到整數(shù)，單位cm)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】航模興趣小組設(shè)計(jì)出一架遙控飛行器，其質(zhì)量m=2kg，動(dòng)力系統(tǒng)提供的恒定升力F=28N.試飛時(shí)，飛行器從地面由靜止開(kāi)始豎直上升.設(shè)飛行器飛行時(shí)所受的阻力大小不變.

（1）第一次試飛，飛機(jī)飛行t1=8s時(shí)到達(dá)的高度H=64m.求飛機(jī)所受阻力f的大小.

（2）第二次試飛，飛機(jī)飛行t2=6s時(shí)遙控器出現(xiàn)故障，飛機(jī)立即失去升力.求飛機(jī)能到達(dá)的最大高度h.

（3）在第（2）問(wèn)基礎(chǔ)上，為了使飛機(jī)不致墜落到地面，求飛機(jī)從開(kāi)始下落到恢復(fù)升力的最長(zhǎng)時(shí)間、t3.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一質(zhì)量為4.0×103 kg，發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為60kW的汽車從靜止開(kāi)始以a=0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)后以額定功率運(yùn)動(dòng)，它在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力為車重的0.1倍，g取10m/s2，求：

（1）起動(dòng)后2s末發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率；

（2）它以0.5m/s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)所能行駛的時(shí)間；

（3）汽車以額定功率行駛時(shí)，當(dāng)速度達(dá)到12m/s時(shí)其加速度大��；

（4）汽車在此路面上所能行駛的最大速度；

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲乙兩個(gè)同學(xué)共同做“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示。

①兩位同學(xué)用砝碼盤(pán)（連同砝碼）的重力作為小車（對(duì)象）受到 的合外力，需要平衡桌面的摩擦力對(duì)小車運(yùn)動(dòng)的影響。他們將長(zhǎng)木板的一端適當(dāng)墊高，在不掛砝碼盤(pán)的情況下，小車能夠自由地做____________運(yùn)動(dòng)。另外，還應(yīng)滿足砝碼盤(pán)（連同砝碼）的質(zhì)量m 小車的質(zhì)量M。（填“遠(yuǎn)小于”、“遠(yuǎn)大于”或“近似等于”）接下來(lái)，甲同學(xué)研究：在保持小車的質(zhì)量不變的條件下，其加速度與其受到的牽引力的關(guān)系；乙同學(xué)研究：在保持受到的牽引力不變的條件下，小車的加速度與其質(zhì)量的關(guān)系。

②甲同學(xué)通過(guò)對(duì)小車所牽引紙帶的測(cè)量，就能得出小車的加速度a。下圖是某次實(shí)驗(yàn)所打出的一條紙帶，在紙帶上標(biāo)出了5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，在相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，圖中數(shù)據(jù)的單位是cm。實(shí)驗(yàn)中使用的電源是頻率f=50Hz的交變電流。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以算出小車的加速度a= m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

③乙同學(xué)通過(guò)給小車增加砝碼來(lái)改變小車的質(zhì)量M，得到小車的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù)，畫(huà)出a—圖線后，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)較大時(shí)，圖線發(fā)生彎曲。于是，該同學(xué)后來(lái)又對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行了進(jìn)一步地修正，避免了圖線的末端發(fā)生彎曲的現(xiàn)象。那么，該同學(xué)的修正方案可能是 ．

A．改畫(huà)a與的關(guān)系圖線

B．改畫(huà)a與的關(guān)系圖線

C．改畫(huà) a與的關(guān)系圖線

D．改畫(huà)a與的關(guān)系圖線

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