一質量為8.00×104 kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面．飛船在離地面高度1.60×105m處以7.5×1...

問題詳情：

一質量為8.00×104  kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面．飛船在離地面高度1.60×105 m 處以7.5×103 m/s的速度進入大氣層，逐漸減慢至速度為100 m/s時下落到地面．取地面為重力勢能零點，在飛船下落過程中，重力加速度可視為常量，大小取為9.8 m/s2(結果保留兩位有效數字)．

(1)分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進入大氣層時的機械能；

(2)求飛船從離地面高度600 m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功，已知飛船在該處的速度大小是其進入大氣層時速度大小的2.0%.

【回答】

(1) , (2)

【解析】

（1）飛船著地前瞬間的機械能為

①

式中，m和v0分別是飛船的質量和著地前瞬間的速率．由①式和題給資料得

②

設地面附近的重力加速度大小為g，飛船進入大氣層時的機械能為

③

式中，vh是飛船在高度1.6×105 m處的速度大小．由③式和題給資料得

④

（2）飛船在高度h' =600 m處的機械能為

⑤

由功能原理得

⑥

式中，W是飛船從高度600 m處至著地瞬間的過程中克服阻力所做的功．由②⑤⑥式和題給資料得

W=9.7×108 J⑦

【名師點睛】本題主要考查機械能及動能定理，注意零勢面的選擇及第（2）問中要求的是克服阻力做功．

知識點：機械能守恆定律

題型：解答題