题目内容

1.2004年1月25日,继“勇气号”之后,“机遇号”火星探测器再次成功登陆火星,人类为了探测距离地球大约3.0×105km的月球,也发射了一种类似四轮小车的月球探测器.它能够在自动导航系统的控制下行走,且每隔10s向地球发射一次信号,探测器上还装着两个相同的减速器(其中一个是备用的),这种减速器可提供的最大加速度为5m/s2,某次探测器的自动导航系统出现故障,从而使探测器只能匀速前进而不再避开障碍物.此时地球上的科学家只能对探测器进行人工遥控操作.表为控制中心的显示屏上的数据:

已知控制中心的信号发射和接收设备工作速度极快,科学家每次分析数据并输入命令至少需要3s.问:
(1)经过数据分析,你认为减速器是否执行了命令?
(2)假如你是控制中心的工作人员,采取怎样的措施?加速度满足什么条件?请计算说明.

分析 (1)已知前后两次距离障碍物的距离和经过的时间,根据公式$v=\frac{x}{t}$即可求出匀速运动的速度;如果执行了命令,则探测器做匀减速,根据匀减速直线运动位移时间公式求出运动的位移,跟给你的数据进行比较即可求解;
(2)如我是控制中心的工作人员,则立即下达减速命令,根据位移时间公式算出加速度的范围.

解答 解:(1)、从前两次收到的信号可知:
探测器的速度:
$v=\frac{△x}{△t}=\frac{52-32}{10}=2m/s$.
(2)设在地球和月球之间传播电磁波需时为:t0=$\frac{{s}_{月地}}{c}$.
由题意可知,从发射信号到探测器收到信号并执行命令的时刻为9:1034.
控制中心第三次收到的信号是探测器在9:1039发出的.
从后两次收到的信号可知探测器的速度v=$\frac{△x}{△t}=\frac{32-12}{10}=2m/s$.
可见,探测器速度未变,并未执行命令而减速.减速器出现故障.
(2)应启用另一个备用减速器.再经过3s分析数据和1s接收时间,探测器在9:1044执行命令,此时距前方障碍物距离s=2m.
设定减速器加速度为a,则有,可得v2=2as:
a=$\frac{{v}^{2}}{2s}=\frac{{2}^{2}}{2×2}$=1m/s2;
即只要设定加速度a≥1m/s2,便可使探测器不与障碍物相撞.          
答:(1)未执行命令而减速.减速器出现故障
(2)应启用另一个备用减速器,只要设定加速度a≥1m/s2,便可使探测器不与障碍物相撞.

点评 本题考查了匀变速直线运动公式的直接应用,要求同学们能根据表格读出有用信息,难度适中.

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