题目内容

【题目】天舟一号货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空,在轨运行5个多月,到2017年9月12日,天舟一号货运飞船顺利完成了最后一次与天宫二号空间实验室的自主快速交会对接试验(第三次对接)。对接时,飞船从空间实验室后方拉近与空间实验室的距离,以比空间实验室稍大的速度追上实验室进行对接,形成组合体。整个任务过程,飞船与空间实验室进行了三次对接和三次分离.若对接和分离都是在无动力状态下进行,且空间实验室在前飞船在后,忽略稀薄空气的阻力,则下列说法正确的是( )

A. 对接和分离都会使飞船动量增大

B. 飞船与空间实验室对接时船、室总动能减小,分离时船、室总动能不变

C. 对接后空间实验室在原轨道上运动,分离后空间实验室轨道会略有升高

D. 对接和分离都会使空间实验室机械能增大

【答案】D

【解析】A、无动力状态下的对接和分离,飞行方向上系统不受外力,动量守恒,对接实际上是完全非弹性碰撞,由可知,对接后空间实验室速度略有增大,飞船速度略有减小,故实验室动量增大,飞船动量减小,故选项A错误;

B、同理,对接时系统总动能减小,但分离产生反冲运动,系统动能增大,选项B错误;

C、由以上判断可知,无论是对接还是分离,空间实验室速度都略有增大,机械能增大,因此轨道都会略有升高,故选项C错误D正确。

练习册系列答案
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【题目】(1)牛顿发现万有引力定律之后,在卡文迪许生活的年代,地球的半径经过测量和计算已经知道约6400千米,因此卡文迪许测出引力常量G后,很快通过计算得出了地球的质量。1798年,他首次测出了地球的质量数值,卡文迪许因此被人们誉为“第一个称地球的人”。若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,忽略地球的自转。

a.求地球的质量;

b.若一卫星在距地球表面高为h的轨道上绕地球作匀速圆周运动,求该卫星绕地球做圆周运动的周期;

(2)牛顿时代已知如下数据:月球绕地球运行的周期T、地球半径R、月球与地球间的距离60R、地球表面的重力加速度g。牛顿在研究引力的过程中,为了验证地面上物体的重力与地球吸引月球的力是同一性质的力,同样遵从与距离的平方成反比规律的猜想,他做了著名的“月地检验”:月球绕地球近似做匀速圆周运动。牛顿首先从运动学的角度计算出了月球做匀速圆周运动的向心加速度;接着他设想,把一个物体放到月球轨道上,让它绕地球运行,假定物体在地面受到的重力和在月球轨道上运行时受到的引力,都是来自地球的引力,都遵循与距离的平方成反比的规律,他又从动力学的角度计算出了物体在月球轨道上的向心加速度。上述两个加速度的计算结果是一致的,从而证明了物体在地面上所受的重力与地球吸引月球的力是同一性质的力,遵循同样规律的设想。根据上述材料:

a.请你分别从运动学的角度和动力学的角度推导出上述两个加速度的表达式;

b.已知月球绕地球做圆周运动的周期约为T=2.4×106s,地球半径约为R=6.4×106m,取π2=g.结合题中的已知条件,求上述两个加速度的比值,并得出合理的结论。

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