题目内容
设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务,乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱,如图所示.为了安全,返回舱与轨道舱对接时,必须具有相同的速度.求该宇航员乘坐的返回舱至少需要获得多少能量,才能返回轨道舱?

已知:返回过程中需克服火星引力做功
,返回舱与人的总质量为m,火星表面重力加速度为g,火星半径为R,轨道舱到火星中心的距离为r;不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响.

已知:返回过程中需克服火星引力做功


物体m在火星表面附近
,解得
设轨道舱的质量为
,速度大小为v.则
联立以上两式,解得返回舱与轨道舱对接时具有动能
返回舱返回过程克服引力做功
返回舱返回时至少需要能量
解得


设轨道舱的质量为


联立以上两式,解得返回舱与轨道舱对接时具有动能

返回舱返回过程克服引力做功

返回舱返回时至少需要能量

解得


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