Question

2003年10月中旬，我国首次载人飞船“神舟五号”飞船成功发射和顺利回收，标志着我国载人航天技术的研究已进行世界领先行列．下列有关“神舟五号”发射和回放的问题，请用你所学知识解释：
（1）此次所用运载火箭为“长征二号”捆绑式火箭，其用燃料为液态氢，为什么火箭中用液态氢作燃料？
（2）飞船在太空中沿椭圆轨道绕地球飞行，从远地点向近地点运动时，其动能、重力势能及机械能、速度如何变化？
（3）飞船穿越大气层返回地球，在高空打开巨大的降落伞，在运动到地面附近匀速下落时，其动能、重力势能、机械能、内能如何变化？
（4）在北京船天馆展出的“神舟五号”返回舱有一面是黑的，试解释这一面变黑的原因．在返回地球时，黑的这一面是面向还是背向地面？

Answer 1

分析：（1）为什么火箭中用液态氢作燃料，需要从液态氢的性质来分析．
（2）飞船在太空中，从远地点向近地点运动时，离地近了，高度变小，重力势能就减小了，机械能是不变的，即可得知．
（3）在运动到地面附近匀速下落时，速度不变，质量也不变，动能就不变，高度减小，重力势能就减小，机械能是动能和重力势能之和，内能的变化，飞船穿越大气层，摩擦发热，即可解答．

解答：解：（1）运载火箭用液态氢作燃料，是因为液态氢的热值大，质量又小．
（2）飞船在太空中沿椭圆轨道绕地球飞行，从远地点向近地点运动时，机械能不变，高度减小，质量不变，重力势能就减小；速度增大，动能就增大；
（3）飞船穿越大气层返回地球，在运动到地面附近匀速下落时，质量不变，动能就不变，离地面越来越近，高度减小，重力势能就减小；机械能也减小；飞船和大气摩擦发热，内能就增加；
（4）返回舱有一面是黑的，是因为面向地面的部位和大气层剧烈摩擦碳化而变黑．
故答案是：（1）氢的热值大，质量又小．
（2）动能增大，重力势能减小；机械能不变；速度增大；
（3）动能不变；重力势能减小；机械能减小；内能增加；
（4）飞船与大气层剧烈摩擦；使其烧黑；面向地面；

点评：考查了动能和重力势能相互转化和做功可以改变物体内能的知识点，试题有一定难度．