Question

三十多年來(lái)，我國(guó)成功地用火箭發(fā)射了各種用途的航天器進(jìn)入太空，特別是“神舟”五號(hào)載人飛船的成功發(fā)射，標(biāo)志著我國(guó)的航天事業(yè)已躋身于世界先進(jìn)行列.

 (1)如圖是我國(guó)“長(zhǎng)征三號(hào)”運(yùn)載火箭的示意圖.它的工作原理是什么？

在第三級(jí)里裝的是燃料液體態(tài)氫和助燃劑液態(tài)氧，為什么燃料不選汽油或柴油而選液態(tài)氫？

(2)我國(guó)某一火箭發(fā)射時(shí)，起飛質(zhì)量是4.6×10⁵ kg，豎直向上的推力為5.88×10⁶ N.當(dāng)火箭上升1000 m時(shí)，火箭克服重力做功是多少焦？推力做的功是多少焦？如不計(jì)摩擦阻力，火箭獲得的動(dòng)能是多少焦？(不考慮火箭質(zhì)量的減小)

(3)用火箭發(fā)射的某航天器，它的某些儀器工作時(shí)動(dòng)力能源主要靠太陽(yáng)能電池提供.現(xiàn)有太陽(yáng)能電池板面積為8 m²，正對(duì)太陽(yáng)能產(chǎn)生120 V的電壓，為工作儀器提供10 A的電流.若太陽(yáng)光照射處每平方米面積上獲得的太陽(yáng)輻射功率是1.0×10³ W，試計(jì)算該太陽(yáng)能電池的光電轉(zhuǎn)換效率.

(4)當(dāng)“神舟”五號(hào)的載人艙進(jìn)入大氣層時(shí)，為了減速而打開(kāi)了降落傘，當(dāng)載人艙勻速下落時(shí)，它的動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能如何變化？

Answer 1

（1）利用燃料燃燒獲得的內(nèi)能對(duì)外做功.

因?yàn)橐簯B(tài)氫的熱值比汽油或柴油的熱值大.

（2）解：W_重=Gh=4.6×10⁹ J

W_推=Fh=5.88×10⁹ J

E_動(dòng)=W_推-W_重=1.28×10⁹ J.

（3）P_總=PS=1000×8 W=8000 W

P_電=UI=1200 W

η=P_電/P_總=15%.

（4）動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減少，機(jī)械能減少