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17.2011年11月1日5时58分10秒,神舟八号无人飞船由改进型“长征二号”F遥八火箭顺利发射升空.升空后2天,“神八”与此前发射的“天宫一号”目标飞行器进行了空间交会对接.组合体运行12天后,神舟八号飞船脱离天宫一号并再次与之进行交会对接试验,这标志着我国已经成功突破了空间交会对接及组合体运行等一系列关键技术.
(1)发射当日,“神舟八号”飞船被成功送入近地点200公里、远地点330公里的预定轨道,当它在这个轨道上从远地点向近地点运动时,它的重力势能转化为动能;
(2)“神舟八号”上有两块太阳能电池板,因为采用了新的太阳电池片,发电能力大大提高了.当它展开时每块长6m,宽0.5m.电池板将太阳能转化为电能,用于飞船上电子设备工作,同时给飞船上的蓄电池充电,有关参数如表:
工作电压/V工作电流/A光电转化效率
30430%
两块太阳能电池板连续充电10h,既保证了飞船上的所有设备正常工作,又可将蓄电池充满.已知1m2太阳能电池板1s所接收的太阳能为500J,计算蓄电池可储存多少电能?
(3)当“神舟八号”绕轨道飞行无法接收到太阳能时,飞船上的设备由蓄电池供电.计算该蓄电池中储满的电能可供“神州八号”上所有的设备正常工作多长时间?

分析 (1)动能大小的影响因素:质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大;势能大小的影响因素:质量、被举得高度.质量越大,高度越高,势能越大;
(2)先计算出太阳能电池板的面积,在计算10h接收的太阳能,减去设备消耗的电能,就是储存的电能;
(3)利用W=UIt的变形公式计算设备工作时间.

解答 解:(1)当飞船从远地点向近地点运动时,质量不变,所处高度减小,势能减小,但运动的速度增大,动能增大,这一过程中势能转化为了动能;
(2)太阳能电池板的总面积:S=2×6m×0.5m=6m2,
太阳能电池板10h接收的太阳能:W太阳=6m2×500J/s•m2×10×3600s=1.08×108J,
转化的电能:W总=W太阳η=1.08×108J×30%=3.24×107J,
飞船上的所有设备正常工作消耗的电能:W=UIt=30V×4A×10×3600s=4.32×106J,
蓄电池储存的电能:W储存=W总-W=3.24×107J-4.32×106J=2.808×107J;
(3)由W=UIt得,
蓄电池储满的电能可供所有的设备正常工作时间:t=$\frac{{W}_{储存}}{UI}$=$\frac{2.808×1{0}^{7}J}{30V×4A}$=2.34×105s.
故答案为:(1)重力势;动;
(2)蓄电池可储存电能2.808×107J;
(3)蓄电池中储满的电能可供“神州八号”上所有的设备正常工作2.34×105s.

点评 此题考查对电功公式、效率公式的应用,关键是各种公式及其变形公式的选择和灵活运用.

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