“和平”號空間站已于2001年3月23日成功地墜落在南太平洋海域，墜落過程可簡化為從一個近圓軌道(可近似看做圓軌道)開始，經(jīng)過與大氣摩擦，空間站的絕大部分經(jīng)過升溫而熔化，最后汽化而銷毀，剩下的殘片墜入大海．此過程中，空間站原來的機械能中，還有一部分能量通過其他方式散失(不考慮墜落過程中化學(xué)反應(yīng)的能量)．

(1)推導(dǎo)出用下列各物理量的符號表示散失能量的公式．

(2)算出的數(shù)值(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)．

墜落開始時空間站的質(zhì)量；

軌道離地面的高度為h=146km；

地球半徑；

墜落空間范圍內(nèi)重力加速度可看作g(g取)；

入海殘片的質(zhì)量；

入海殘片的溫度升高D T=3000K；

入海殘片的入海速度為聲速v=340m/s；

空間站材料每1kg升溫1K平均需能量；

每銷毀1kg材料平均所需能量．

答案：略
解析：

注意總能量守恒及各種不同能量的表達式．

(1)；(2)

(1)取地面不參考面，開始時空間站在近圓軌道的勢能

設(shè)空間站在近圓軌道上的速度為v，則

r=R＋h　　　　　�、�

空間站在近圓軌道上的動能

解式②③④得

在近圓軌道上空間站的機械能

在墜落過程中，用于銷毀部分所需的能量為

．使殘片升溫所需的能量．殘片動能．由總動能守恒得

，

．代入數(shù)值得．


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

“和平號”空間站已于2001年3月23日成功地墜落在南太平洋海域，墜落過程可簡化為從一個近圓軌道（可近似看作圓軌道）開始，經(jīng)過與大氣摩擦，空間站的絕大部分經(jīng)過升溫、熔化，最后汽化而銷毀，剩下的殘片墜入大海．此過程中，空間站原來的機械能中，除一部分用于銷毀和一部分被殘片帶走外，還有一部分能量E'通過其他方式散失（不考慮墜落過程中化學(xué)反應(yīng)的能量）．
（1）試導(dǎo)出以下列各物理量的符號表示散失能量E′的公式．
（2）算出E′的數(shù)值（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（墜落開始時空間站的質(zhì)量M=1.17×105kg； 軌道離地面的高度為h=146km；地球半徑R=6.4×106m；墜落空間范圍內(nèi)重力加速度可看作g=10m/s2；入海殘片的質(zhì)量m=1.2×104kg；入海殘片的溫度升高△T=3000K；入海殘片的入海速度為聲速υ=340m/s；空間站材料每1千克升溫1K平均所需能量c=1.0×103J；每銷毀1千克材料平均所需能量μ=1.0×107J．）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2006?寶山區(qū)模擬）“和平號”空間站已于2001年3月23日成功地墜落在南太平洋海域，經(jīng)過與大氣摩擦，空間站的絕大部分經(jīng)過升溫、熔化，最后汽化而銷毀，剩下的殘片墜人大海．此過程中，空間站原來的機械能E中，除一部分能量Q用于銷毀和一部分能量被殘片帶走外，還有一部分能量通過其他方式散失（不考慮墜落過程中化學(xué)反應(yīng)的能量）．已知質(zhì)量為m的殘片以聲速v墜海，從開始墜落至入海時殘片的溫度升高了△T（每千克空間站材料溫度升高1K平均所需能量為c）．則通過其他方式散失的能量Eˊ=
E-Q-
1
2
mv2-cm△T
E-Q-
1
2
mv2-cm△T
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2004?杭州一模）俄羅斯“和平號”軌道空間站因超期服役和缺乏維持繼續(xù)在軌道運行的資金，俄政府于2000年底作出了將其墜毀的決定，墜毀過程分兩個階段，首先使空間站進入無動力自由運動狀態(tài)，因受高空稀薄空氣阻力的影響，空間站在繞地球運動的同時緩慢向地球靠近．2001年3月，當(dāng)空間站下降到距離地球22km高度時，再由俄地面控制中心控制其墜毀，“和平號”空間站已于2001年3月23日順利墜入南太平洋預(yù)定海域，在空間站自由運動的過程中（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

“和平號”空間站已于今年3月23日成功地墜落在太平洋海域，墜落過程可簡化為從一個近圓軌道（可近似看作圓軌道）開始，經(jīng)過與大氣摩擦，空間站的絕大部分經(jīng)過升溫、熔化，最后汽化面銷毀，剩下的殘片墜入大海．此過程中，空間站原來的機械能中，除一部分用于銷毀和一部分被殘片帶走外，還有一部分能量E′通過其他方式散失（不考慮墜落過程中化學(xué)反應(yīng)的能量）
（1）試導(dǎo)出以下各物理量的符號表示散失能量E′的公式．（2）算出E′的數(shù)值．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
墜落開始時空間站的質(zhì)量M=1.17×105Kg；
軌道離地的高度為h=146Km地球半徑R=6.4×106m；
墜落窨范圍內(nèi)重力加速度可看作g=10m/s2；
入海殘片的質(zhì)量m=1.2×104Kg；
入海殘片的溫升高△T=3000K；
入海殘片的入海速度為聲速v=340m/s；
空間站材料每1千克升溫1K平均所需能量C=1.0×103J；
每銷毀1千克材料平均所需能量μ=1.0×107J．

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科目：高中物理 來源： 題型：

“和平號”空間站已于2001年3月23日成功地墜落在南太平洋海域，墜落過程可簡化為從一個近圓軌道(可近似看作圓軌道)開始，經(jīng)過與大氣摩擦，空間站的絕大部分經(jīng)過升溫、熔化，最后汽化而銷毀，剩下的殘片墜入大海.此過程中，空間站原來的機械能中，除一部分用于銷毀和一部分被殘片帶走外，還有一部分能量E′通過其他方式散失(不考慮墜落過程中化學(xué)反應(yīng)的能量).

(1)試導(dǎo)出以下列各物理量的符號表示散失能量E′的公式；

(2)算出E′的值(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

墜落開始時空間站的質(zhì)量M＝1.17×105 kg；

軌道離地面的高度h=146 km；

地球半徑R＝6.4×106 m；

墜落空間范圍內(nèi)重力加速度可看作g＝10 m/s2；

入海殘片的質(zhì)量

m＝1.2×104 kg；

入海殘片的溫度升高

ΔT＝3 000 K；

入海殘片的入海速度為聲速

v＝340 m/s；

空間站材料每1 kg升溫1 K平均所需能量

c＝1.0×103 J；

每銷毀1 kg材料平均所需能量

μ＝1.0×107 J.

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