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?
【答案】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.