Question

5．2013年12月14日，“嫦娥三号”探测器携“玉兔号”月球车降落月球，中国人的奔月愿望终于实现，物体在月球表面附近受到的重力仅为在地球表面附近所受重力的六分之一．
（1）“嫦娥三号”探测器没有采用降落伞方式进行降落，而是依靠自主控制来减速降落，就月球的特点分析不采用降落伞方式降落的原因：月球上没有空气，不能依靠空气阻力使探测器减速．
（2）月球车的质量为120千克、装有六个轮子，每个轮子与地面的接触面积为0.01米²，请计算此时月球车对月面的压强．（保留2位小数）
（3）若月球车在月球表面上方竖直下落4米，则月球上的重力对它做的功为多少焦？

Answer 1

分析 （1）月球上没有空气，降落伞不能工作．
（2）知道月球车的质量可以求出其在地球表面上的重力，再根据月球表面物体的重力是地球表面的$\frac{1}{6}$，可求出其对月球表面的压力，再根据压强公式p=$\frac{F}{S}$可计算它对月球表面的压强．
（3）求出了月球车在月面上的重力，利用W=Gh求月球车的重力所做的功．

解答 解：（1）月球上没有空气，降落伞不能工作，不能依靠空气阻力使探测器减速，故探测器不采用降落伞方式降落．
（2）月球车在地球表面上的重力：G_地=mg=120kg×10N/kg=1200N；
因为物体在月球表面附近受到的重力仅为在地球表面附近所受重力的$\frac{1}{6}$，
所以月球车对月面的压力：F=G_月=$\frac{1}{6}$G_地=$\frac{1}{6}$×1200N=200N
月球车与地面的接触面积S=6×0.01m²=0.06m²，
则它对地面的压强为：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{200N}{0.06{m}^{2}}$≈3333.33pa．
（3）若月球车在月球表面上方竖直下落4米，月球车的重力所做的功为：
W=G_月h=200N×4m=800J．
答：（1）月球上没有空气，不能依靠空气阻力使探测器减速；
（2）此时月球车对月面的压强为3333.33pa；
（3）若月球车在月球表面上方竖直下落4m，则月球上的重力对它做的功为800J．

点评 本题主要考查了重力、压力、压强和功的计算，注意：物体在月球表面附近受到的重力是在地球表面附近所受重力的$\frac{1}{6}$．