Question

北京時間2005年10月12日9時，我國自主研制的“神舟六號”載人飛船由“長征二號F”運載火箭從甘肅酒泉衛星發射中心發射升空，10多分鐘后，成功進入預定軌道．這是我國第二次進行載人航天飛行，也是第一次將我國兩名航天員同時送上太空．10月17日凌晨，繞地球飛行了5天77圈的“神舟六號”飛船載著巡天歸來的航天員費俊龍、聶海勝在內蒙古四子王旗阿木古朗草原成功著陸！現在請回答下列問題：
（1）火箭的燃料主要使用液態氫是因為它的熱值

大

（填“大”或“小”）．
（2）飛船在脫離火箭之前，相對于

火箭

是靜止的．
（3）火箭在加速上升過程中機械能

增大

（選填：“增大”、“減小”或“不變”），這個能量是由

內

能轉化過來的．由于地球自西向東不停地自轉，為節省燃料，火箭升空后應向

偏東

方向飛行（選填：“偏東”或“偏西”）．
（4）在太空中飛船總共飛行時間為115h 32min，沿橢圓軌道圍繞地球運行了77圈，在整個過程中航天員一共看到

77

次日出．軌道上離地面最近點200km，最遠點350km．從遠地點到近地點運行的過程中，飛船的速度

增大

，勢能

減小

．
（5）飛船在太空運行時，處于失重狀態的兩名航天員的質量

不變

（填“變”或“不變”），

仍具有

慣性（填“沒有”或“仍具有”）．飛船在太空成功完成了數千個運行動作，是通過噴射燃氣來實施變軌、姿態確定的（即改變運行高度、運行方向），這是應用了物理學中

力的作用是相互的

的原理，而太陽能帆板展開，是為了

增大受光的面積，將更多的太陽能轉化為電能

．

（6）飛船返回大氣層時與大氣層發生劇烈摩擦，變成一個火球（如圖），將

機械

能轉化為

內

能．因此給飛船降溫十分重要．一種重要的降溫方式就是“燒蝕防熱”：在飛船表面涂有一層高分子固體材料，讓這些材料在發生物態變化時吸收熱量．你認為可能發生的物態變化有

升華

、

汽化

、

熔化

，理由是這些物態變化都是

吸熱

過程．
（7）返回艙返回地球時，在距地面約1m高處，反沖發動機向地面噴火（如圖），飛船進一步減速，最后落地，請你寫出在這一過程中包含的兩條力學知識．
第一條：

力可以改變物體的運動狀態

；第二條：

物體間力的作用是相互的

．

Answer 1

分析：解決此題要掌握以下知識點：
（1）液態氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質量的氫時，可以釋放出更多的熱量；
（2）當兩個物體之間沒有位置變化時，以其中任何一個物體為參照物，另一個物體都是靜止的；
（3）物體加速上升，速度增大，動能增大，高度升高，重力勢能增大；
燃料燃燒產生的化學能轉化為內能，內能最終又轉化為火箭的機械能；
（4）飛船在遠地點的勢能最大，動能最小，在近地點的勢能最小，動能最大；
（5）質量是物質的屬性，與物體所處的位置無關；
慣性是物體的特性，慣性的大小與物體的質量有關，質量越大，慣性越大；
（6）飛船與空氣摩擦做功，將機械能轉化為飛船的內能，溫度升高；
表面材料可能發生熔化、汽化和升華的物態變化；
（7）反沖發動機向地面噴火時，火焰也會給飛船一個向上的力，使飛船的運動狀態發生改變．

解答：解：（1）運載火箭采用液態氫作為火箭的燃料，原因是液態氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質量的氫時，可以釋放出更多的熱量；
（2）飛船在脫離火箭之前，飛船與火箭的速度相同，沒有發生位置變化，所以飛船相對火箭是靜止的；
（3）燃料的內能可以轉化為機械能，使火箭的機械能增加，飛船可以升空；
因為地球是自西向東自轉的，所以火箭向東發射可以節省燃料；
（4）飛船圍繞地球運行了77圈，每一圈都可以看到日出，所以在整個過程中航天員一共看到77次日出日落；
飛船在從遠地點到近地點運行的過程中，飛船的重力勢能減小，動能增大，重力勢能轉化為動能；
（5）兩位宇航員的質量不會隨位置的變化而變化，而慣性只與物體的質量有關，所以仍然有慣性；
因為力的作用是相互的，所以飛船可以通過噴射燃氣來實施變軌、姿態確定；
太陽能帆板展開可以增大受光的面積，將更多的太陽能轉化為電能；
（6）飛船與空氣摩擦做功，將機械能轉化為飛船的內能，溫度升高；
其表面材料因為吸收大量的熱量，所以可能發生熔化、汽化和升華的物態變化；
（7）反沖發動機向地面噴火時，火焰也會給飛船一個向上的力，這說明力的作用是相互的；
飛船減速，運動狀態發生改變，所以力也可以改變物體的運動狀態；
故答案為：（1）大；
（2）火箭；
（3）增大，內，偏東；
（4）77，增大，減��；
（5）不變，仍具有，力的作用是相互的；增大受光的面積，將更多的太陽能轉化為電能；
（6）機械，內，升華，汽化，熔化，吸熱；
（7）力可以改變物體的運動狀態，物體間力的作用是相互的．

點評：此題是一道綜合題目，考查了燃料熱值的特性，參照物的選取問題，物態變化問題及力的有關知識，要結合這些知識點具體分析解答．