2020年5月5日,长征五号B运载火箭搭载新一代载人飞船试验船和返回舱试验舱,在中国文昌航天发射场(北纬19度,可近似看成位于赤道附近)点火升空,竖直向上飞行约17s后开始程序转弯,火箭逐渐偏向东方飞去,最后试验舱船与火箭成功分离,进入预定轨道。据了解,此次发射的载人飞船试验船和返回舱试验舱约22吨。假设其预定轨道高度为200km,自西向东运转。已知地球半径约为6400km,地表重力加速度g取10m/s2。在忽略空气阻力影响的前提下,估算为将试验舱船从地面送入预定轨道,火箭至少需要对它做多少功。某同学的估算过程如下:
火箭将试验舱船从地面送至预定轨道过程中,由动能定理可得:W箭+W重=12mv轨2
在地面上有GMmR2=mg
在预定轨道上有G=Mm(R+h)2=mv2轨R+h,可得12mv轨2=GMm2(R+h)=mgR22(R+h)
因此W箭=mgh+12mv轨2=mgh+mgR22(R+h)=mg[h+R22(R+h)]
代入数据解得W箭=7×1011J
请你判断这位同学的估算过程是否合理(不用考虑计算结果是否正确),并说明理由。
1
2
M
m
R
2
M
m
(
R
+
h
)
2
v
2
轨
R
+
h
1
2
GM
m
2
(
R
+
h
)
mg
R
2
2
(
R
+
h
)
1
2
mg
R
2
2
(
R
+
h
)
R
2
2
(
R
+
h
)
【答案】不合理,理由见解析(或合理,理由见解析)。
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:174引用:1难度:0.5
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发布:2025/1/4 8:0:1组卷:6引用:1难度:0.7
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