Question

北京时间2005年10月12日9时，我国自主研制的“神舟六号”载人飞船由“长征二号F”运载火箭从甘肃酒泉卫星发射中心发射升空，10多分钟后，成功进入预定轨道．这是我国第二次进行载人航天飞行，也是第一次将我国两名航天员同时送上太空．10月17日凌晨，绕地球飞行了5天77圈的“神舟六号”飞船载着巡天归来的航天员费俊龙、聂海胜在内蒙古四子王旗阿木古朗草原成功着陆！现在请回答下列问题：
（1）火箭的燃料主要使用液态氢是因为它的热值

大

（填“大”或“小”）．
（2）飞船在脱离火箭之前，相对于

火箭

是静止的．
（3）火箭在加速上升过程中机械能

增大

（选填：“增大”、“减小”或“不变”），这个能量是由

内

能转化过来的．由于地球自西向东不停地自转，为节省燃料，火箭升空后应向

偏东

方向飞行（选填：“偏东”或“偏西”）．
（4）在太空中飞船总共飞行时间为115h 32min，沿椭圆轨道围绕地球运行了77圈，在整个过程中航天员一共看到

77

次日出．轨道上离地面最近点200km，最远点350km．从远地点到近地点运行的过程中，飞船的速度

增大

，势能

减小

．
（5）飞船在太空运行时，处于失重状态的两名航天员的质量

不变

（填“变”或“不变”），

仍具有

惯性（填“没有”或“仍具有”）．飞船在太空成功完成了数千个运行动作，是通过喷射燃气来实施变轨、姿态确定的（即改变运行高度、运行方向），这是应用了物理学中

力的作用是相互的

的原理，而太阳能帆板展开，是为了

增大受光的面积，将更多的太阳能转化为电能

．

（6）飞船返回大气层时与大气层发生剧烈摩擦，变成一个火球（如图），将

机械

能转化为

内

能．因此给飞船降温十分重要．一种重要的降温方式就是“烧蚀防热”：在飞船表面涂有一层高分子固体材料，让这些材料在发生物态变化时吸收热量．你认为可能发生的物态变化有

升华

、

汽化

、

熔化

，理由是这些物态变化都是

吸热

过程．
（7）返回舱返回地球时，在距地面约1m高处，反冲发动机向地面喷火（如图），飞船进一步减速，最后落地，请你写出在这一过程中包含的两条力学知识．
第一条：

力可以改变物体的运动状态

；第二条：

物体间力的作用是相互的

．

Answer 1

分析：解决此题要掌握以下知识点：
（1）液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；
（2）当两个物体之间没有位置变化时，以其中任何一个物体为参照物，另一个物体都是静止的；
（3）物体加速上升，速度增大，动能增大，高度升高，重力势能增大；
燃料燃烧产生的化学能转化为内能，内能最终又转化为火箭的机械能；
（4）飞船在远地点的势能最大，动能最小，在近地点的势能最小，动能最大；
（5）质量是物质的属性，与物体所处的位置无关；
惯性是物体的特性，惯性的大小与物体的质量有关，质量越大，惯性越大；
（6）飞船与空气摩擦做功，将机械能转化为飞船的内能，温度升高；
表面材料可能发生熔化、汽化和升华的物态变化；
（7）反冲发动机向地面喷火时，火焰也会给飞船一个向上的力，使飞船的运动状态发生改变．

解答：解：（1）运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；
（2）飞船在脱离火箭之前，飞船与火箭的速度相同，没有发生位置变化，所以飞船相对火箭是静止的；
（3）燃料的内能可以转化为机械能，使火箭的机械能增加，飞船可以升空；
因为地球是自西向东自转的，所以火箭向东发射可以节省燃料；
（4）飞船围绕地球运行了77圈，每一圈都可以看到日出，所以在整个过程中航天员一共看到77次日出日落；
飞船在从远地点到近地点运行的过程中，飞船的重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；
（5）两位宇航员的质量不会随位置的变化而变化，而惯性只与物体的质量有关，所以仍然有惯性；
因为力的作用是相互的，所以飞船可以通过喷射燃气来实施变轨、姿态确定；
太阳能帆板展开可以增大受光的面积，将更多的太阳能转化为电能；
（6）飞船与空气摩擦做功，将机械能转化为飞船的内能，温度升高；
其表面材料因为吸收大量的热量，所以可能发生熔化、汽化和升华的物态变化；
（7）反冲发动机向地面喷火时，火焰也会给飞船一个向上的力，这说明力的作用是相互的；
飞船减速，运动状态发生改变，所以力也可以改变物体的运动状态；
故答案为：（1）大；
（2）火箭；
（3）增大，内，偏东；
（4）77，增大，减小；
（5）不变，仍具有，力的作用是相互的；增大受光的面积，将更多的太阳能转化为电能；
（6）机械，内，升华，汽化，熔化，吸热；
（7）力可以改变物体的运动状态，物体间力的作用是相互的．

点评：此题是一道综合题目，考查了燃料热值的特性，参照物的选取问题，物态变化问题及力的有关知识，要结合这些知识点具体分析解答．