Question

2．神舟五号----我们的飞天梦
2003年10月15日9时，随着火箭发动机的轰鸣，长征二号F运载火箭将我国第一艘载人航天飞船“神舟五号”送入太空，实现了中华民族五千年的飞天梦，

小宇利用星期天到青岛会展中心观看了有关“神舟五号”的航天展，他搜集了一些问题，回到班中想要考考你：
（1）长征二号F火箭：它的发动机工作时将内能转化为机械能．它是利用向后喷出气流使自身受力前进的，这是运用了力的作用是相互的道理．
（2）飞船的运行过程：飞船沿椭圆轨道围绕地球运行了14圈，轨道上离地面最近点200km，最远点350km．从远地点到近地点运行过程中，飞船的速度增大，势能减小．
（3）太空生活与工作：若不穿太空服，只带氧气瓶，航天员能否走出舱外？运用你所学的物理知识说出一条理由．
答：不能（填“能”或“不能”）；因为舱外没有大气．
（4）返回大气层：这时飞船与大气层发生剧烈摩擦，变成一个火球，将机械能转化为内能，因此给飞船降温十分重要，一种重要的降温方式就是“烧蚀防热”：在飞船表面涂有一层高分子固体材料，让这些材料在发生物态变化时吸收热量，你认为可能发生的物态变化有熔化、汽化、升华；
（5）降落：飞船距离地面15km时，速度达到200m/s，若不打开降落伞，则速度保持不变，飞船落到地面仅仅需要75秒的时间．

Answer 1

分析 （1）火箭发动机工作时，将内能转化为机械能；其升空主要是利用了力的作用是相互的；
（2）动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，据此判断；
（3）人长期生存的环境是有大气压的环境，太空中，是真空，没有大气压，由此分析；
（4）飞船运动时克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使飞船温度升高，成为一个火球；在六种物态变化中，从外界吸热的有：熔化、汽化、升华；
（5）利用速度公式求飞船降落时间．

解答 解：
（1）火箭发动机工作时，将燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能；火箭利用向后喷出气流使自身受力前进，这是运用了力的作用是相互的道理；
（2）飞船从远地点到近地点运行过程中，飞船的速度增大，高度减小，所以动能增大，势能减小；
（3）因为人长期生存的环境是有大气压的环境，体内外的气压平衡，航员在太空生活与工作：若不穿太空服，只带氧气瓶，航天员不能走出舱外，因为舱外没有空气，不存在大气压，航天员无法承受身体内外的压力差；
（4）飞船快速落下时克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使飞船温度升高，成为一个火球；在六种物态变化中，从外界吸热的有：熔化、汽化、升华；
（5）由题知，s=15km=15000m，
根据公式v=$\frac{s}{t}$可知需要的时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{15000m}{200m/s}$=75s．
故答案为：（1）机械；相互；（2）增大；减小；（3）不能；没有大气；（4）机械；内；熔化；汽化；升华；（5）75．

点评 本题以航天知识为内容考查了能量的转化、力的作用的相互性、物态变化、速度公式应用等知识，涉及到的内容多、比较复杂．体现了物理知识在高科技领域的应用，是一道好题．