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精英家教网我国月球探测工程(即“嫦娥工程”),分“绕、落、回”3个阶段.“嫦娥一号”探测卫星已于2007年10月成功发射.嫦娥一号卫星总设计师和总指挥叶培建说,“嫦娥二号”探测卫星将于2009年前后发射.嫦娥二号是嫦娥一号卫星的姐妹星,同样由长三甲火箭发射.但是嫦娥二号卫星上搭载的CCD照相机的分辨率将更高,其他探测设备也将有所改进,所探测到的有关月球的数据将更加详实.如图为一绕月探测器的示意图,P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机,P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行,P2、P4的连线与y轴平行,每台发动机开动时,都能向探测器提供推力,但不会使探测器转动.开始时,探测器以恒定的速率v0向正x方向平动,要使探测器改为向正x偏负y 60°的方向以原来的速率v0平动,则可(  )
分析:如要通过操作P1、P2、P3、P4四个喷气发动机,使得探测器仍以速率v0沿着正x偏负y 60°方向飞行,则探测器具有的动量的大小仍等于mv0,而方向变为正x偏负y 60°方向,即探测器动量的x分量由mv0改变为mv0cos60°=
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mv0,而y分量由0改变为-mv0sin60°=-
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2
mv0
,由此根据动量定理就可断定为了使探测器的运动转向,必须要开动向正x方向喷气的P1一段时间,以便探测器动量的x分量由mv0改变为
1
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mv0,同时还要再开动向正y方向喷气的P4一段时间,以使探测器动量的y分量由0改变为-
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mv0
.
解答:解:因为探测器仍以速率v0沿着正x偏负y 60°方向飞行,
所以探测器具有的动量的大小仍等于mv0,而方向变为正x偏负y 60°方向,
即探测器动量的x分量由mv0改变为mv0cos60°=
1
2
mv0,
而y分量由0改变为-mv0sin60°=-
3
2
mv0
.
根据动量定理可知:
必须要开动向正x方向喷气的P1一段时间,以便探测器动量的x分量由mv0改变为
1
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mv0,
同时还要再开动向正y方向喷气的P4一段时间,以使探测器动量的y分量由0改变为-
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2
mv0
,
故在题给的四个选项中,只有A项是正确选项.
故选A.
点评:本题关注高新科技-嫦娥绕月探测器,注重理论联系实际能力的考查,考查考生灵活运用所学知识,提取有用信息,建立物理模型,分析和解决实际问题的能力.
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