空间探测器从行星旁绕过,由于行星的作用,可以使探测器的运动速率增大,这种现象被称为“弹弓效应”。在航天技术中,“弹弓效应”是用来增大人造小天体运动速率的一种有效方法。

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量/2022-11-12 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

空间探测器从行星旁绕过,由于行星的作用,可以使探测器的运动速率增大,这种现象被称为“弹弓效应”。在航天技术中,“弹弓效应”是用来增大人造小天体运动速率的一种有效方法。1989年10月发射的伽利略探测器就曾利用这种效应。土星的质量M=5.67×1026 kg ,以相对太阳的轨道速率u0="9.6" km/s 运行;伽利略空间探测器的质量为m="150" kg ,相对于太阳迎向土星的速率为v0="10.4" km/s ,由于“弹弓效应”探测器绕过土星后,沿与原来速度相反的方向离去,求它离开土星后相对于太阳的速率。

◎ 答案

以太阳为参照系,u0 的方向为正方向,由
动量守恒:
动能守恒:
联立求解有:
由题意可知,m<<M,即:

◎ 解析

1、抽取有用的信息:土星的质量M=5.67×1026 kg ,以相对太阳的轨道速率u0="9.6" km/s 运行;空间探测器的质量为m="150" kg ,相对于太阳迎向土星的速率为v0="10.4" km/s ,相互作用后,探测器绕过土星后,沿与原来速度相反的方向离去,求它离开土星后相对于太阳的速率。
2、抽象为纯物理过程:这一问题的物理过程就是一个简单的两个物体的相互作用的过程。
3、建立物理模型:凡物体相互作用,交换动量和能量的过程都叫碰撞,凡碰撞问题,都具有动量和能量守恒两大核心特点。

◎ 知识点

    专家分析,试题“空间探测器从行星旁绕过,由于行星的作用,可以使探测器的运动速率增大,这种现象被称为“弹弓效应”。在航天技术中,“弹弓效应”是用来增大人造小天体运动速率的一种有效方法。…”主要考查了你对  【动量】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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