2003年10月,隨著火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的轟鳴,長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭將我國(guó)第一艘載人航天飛船“神舟”五號(hào)送入太空,航天英雄楊利偉帶著中華民族的千年企盼,夢(mèng)圓浩瀚的太空.2005年10月,“神舟”六號(hào)搭載著兩名航天員費(fèi)俊龍、聶海勝再次神游太空.
(1)宇宙飛船在繞地球飛行時(shí),宇航員將處于完全失重狀態(tài),這時(shí)下列哪些活動(dòng)能正常進(jìn)行?( ________)
a.用天平稱物體的質(zhì)量 b.用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量拉力
c.用溫度計(jì)測(cè)物體的溫度 d.用刻度尺測(cè)物體的長(zhǎng)度
e.將飲料倒進(jìn)嘴里 f.做仰臥起坐鍛煉身體
(2)飛船返回艙在穿越地球周圍的大氣層時(shí),與大氣層發(fā)生劇烈摩擦,變成火球,如何降溫這是一個(gè)很重要的問題.你認(rèn)為制造飛船返回艙的復(fù)合材料應(yīng)具有哪些物理屬性,請(qǐng)說出兩點(diǎn).
(3)長(zhǎng)征二號(hào)F火箭發(fā)射時(shí),是利用向后噴出高速氣體而前進(jìn)的.飛船返回艙在返回時(shí),尾部向前,啟動(dòng)制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)向前噴出高速氣體,使返回艙速度減小、高度降低.那么火箭加速、返回艙減速是依靠什么力的作用?這個(gè)力產(chǎn)生的物理道理是什么?再舉出生活中體現(xiàn)這個(gè)物理道理的一個(gè)具體實(shí)例.
解:(1)a、天平是等臂杠桿,依據(jù)的原理是F1L1=F2L2,F(xiàn)=G,如果完全失重,則重力為零,天平就無法進(jìn)行測(cè)量;
b、彈簧測(cè)力計(jì)的原理是彈簧受到的拉力越大,彈簧的伸長(zhǎng)就越長(zhǎng).在失重情況下,彈簧仍能產(chǎn)生彈力,彈力是不同于重力的另一種性質(zhì)的力,所以彈簧測(cè)力計(jì)仍能測(cè)量拉力;
c、溫度計(jì)的原理是液體的熱脹冷縮,熱脹冷縮是體積隨溫度在發(fā)生變化,與重力無關(guān),所以在失重狀態(tài)下,溫度計(jì)仍能測(cè)物體溫度;
d、用刻度尺測(cè)長(zhǎng)度與重力沒有任何關(guān)系,所以也可以進(jìn)行測(cè)量;
e、物體在重力的作用下,會(huì)向下落,而如果物體完全失重,則物體就不再受到重力的作用向下運(yùn)動(dòng),所以此時(shí)飲料是不能倒進(jìn)嘴里的;
f、做仰臥起坐時(shí)人用腹部產(chǎn)生的力在克服自己的重力,而如果重力消失,則人的腹部也就不能產(chǎn)生克服重力的力了.
(2)返回艙我們希望它越輕便越好,所以這種復(fù)合材料應(yīng)具備密度小的特點(diǎn);因?yàn)榉祷嘏撛诜祷貢r(shí)與大氣劇烈摩擦,產(chǎn)生高溫,為了防止燒毀返回艙,所以這種材料應(yīng)具備耐高溫的特點(diǎn);還有要防止艙內(nèi)溫度過高導(dǎo)致對(duì)宇航員產(chǎn)生危險(xiǎn),這種材料還應(yīng)具備隔熱性好的特點(diǎn).
(3)火箭加速時(shí),是依靠火箭向后噴出的高速氣體產(chǎn)生的反作用力前進(jìn)的;返回艙減速時(shí)也是依靠噴出的氣體產(chǎn)生的反作用力,這個(gè)反作用力我們也可以稱之為推力.
這個(gè)力產(chǎn)生的物理道理是物體間力的作用是相互的.
類似的例子有:手拍桌子,同時(shí)手感到疼痛;游泳時(shí),人向后劃水,同時(shí)人向前進(jìn)等.
答:(1)bcd.
(2)制造飛船返回艙的復(fù)合材料應(yīng)具備密度小、隔熱性好、耐高溫的特點(diǎn).
(3)火箭加速、返回艙減速依靠的是噴出的高速氣體產(chǎn)生的反作用力;這個(gè)力產(chǎn)生的物理道理是物體間力的作用是相互的;
實(shí)例:手拍桌子,同時(shí)手感到疼痛;游泳時(shí),人向后劃水,同時(shí)人向前進(jìn)等.
分析:(1)凡是與重力無關(guān)的測(cè)量都可以進(jìn)行;
(2)圍繞飛船返回艙在返回大氣層時(shí)可能遇到的問題去思考復(fù)合材料應(yīng)具有哪些物理屬性;
(3)火箭加速、返回艙減速是依靠它尾部噴出的高速氣體產(chǎn)生的反作用力.
力是物體間的相互作用,產(chǎn)生力的兩個(gè)物體互為施力物體,互為受力物體,火箭加速、返回艙減速是受到了另一個(gè)物體對(duì)它的反作用力.生活中這樣的實(shí)例是非常多的,可根據(jù)自己平時(shí)所看到的現(xiàn)象結(jié)合題意去舉例.
點(diǎn)評(píng):本題的難度在于學(xué)生要對(duì)物體處于失重狀態(tài)下會(huì)發(fā)生什么樣的情景做出判斷,其實(shí)也是考查了學(xué)生對(duì)重力的理解.我們身邊所發(fā)生的現(xiàn)象都與重力有關(guān),那么凡是與重力有關(guān)的現(xiàn)象則都不會(huì)發(fā)生了,這就需要我們采用逆向思維.