Question

16．北京时间2015 年12 月22 日9 时29 分，美国太空探索公司（SpaceX）成功发射新型火箭Falcon 9FT，并在发射10 分钟后非常完美地回收了一级火箭，并成功将Orbcomm 公司的11 颗通讯卫星送入预定轨道．一级火箭的回收将大幅降低火箭发射费用，人类前往太空不再昂贵，廉价太空时代即将到来．如图为火箭通过尾部喷气正竖直向着降落平台减速降落的情景．火箭质量为m，喷出气体的质量相对于火箭质量很小，在离平台高h 时速度为v，降落过程中受空气的浮力和阻力大小之和为F_f，刚要落在平台上时的速度可忽略，降落过程中各力均可视为恒定．下列关于上述过程的描述正确的是（　　）

• A． 火箭处于失重状态
• B． 降落过程中喷气推力为mg-m$\frac{{v}^{2}}{2h}$-F_f
• C． 火箭的机械能减少了F_fh
• D． 火箭的重力势能减少了mgh

Answer 1

分析 根据火箭的加速度方向分析其运动状态．由动能定理可求出推力．除了重力以外的力做的功等于机械能的减少．重力做功多少重力势能就减少多少．

解答 解：A、火箭减速降落时，加速度向上，由牛顿运动定律知火箭处于超重状态．故A错误．
B、根据动能定理得：（mg-F-F_f）h=0-$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
解得推力 F=mg+m$\frac{{v}^{2}}{2h}$-F_f．故B错误．
C、根据功能原理知，火箭的机械能减少了（F+F_f）h．故C错误．
D、重力做功mgh，则火箭的重力势能减少了mgh．故D正确．
故选：D

点评 解决本题的关键要掌握常见的功与能的关系，明确重力势能的变化与重力做功有关、机械能的变化与除了重力以外的力做功有关．