(08年宝鸡中学月考)(14分)航天飞机,可将物资运送到空间站,

08年宝鸡中学月考)(14分)航天飞机,可将物资运送到空间站,也可维修空间站出现的故障。

1)若已知地球半径为R,地球表现重力加速度为g,某次维修作业中,与空间站对接的航天飞机的速度计显示飞机的速度为v,则该空间站轨道半径R′为多大?

2)为完成某种空间探测任务,在空间站上发射的探测器通过向后喷气而获得反冲力使其启动。已知探测器的质量为M,每秒钟喷出的气体质量为m,为了简化问题,设喷射时探测器对气体做功的功率恒为P,在不长的时间 内探测器的质量变化较小,可以忽略不计。求喷气t秒后探测器获得的动能是多少?

答案

1)设地球质量为M0,在地球表面, 2分)

设空间站质量为m′绕地球作匀速圆周运动时:,(2分)

 

联立解得2分)

 

   2)因为探测器对喷射气体做功的功率恒为P,而单位时间内喷气质量为m,故在t

 

间内,据动能定理可求得喷出气体的速度为:2分)

 

另一方面探测器喷气过程中系统动量守恒,则:1分)

 

又: 

联立得探测器获得的动能:2分)

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