Question

2009年10月9日，美國兩航天器先后撞擊月球．如圖甲所示，“半人馬座”火箭撞月時，在月球上擊起一點六公里高的塵埃，其中含有約二十五加侖的水．結果顯示，月球上存在水，引起了人們的廣泛興趣．
（1）科技人員是通過電磁波來向兩航天器傳遞控制信號的，若該電磁波的頻率為750 kHz，其波長是______m．月球離地球平均距離3.84×10⁵km，則航天器即將撞月前，發出的信號約需______s才能傳到地球．（電磁波在真空中的速度c=3×10⁸m/s）
（2）航天器在準備撞月減速過程中其動能______  （增加/不變/減少）；它與月球的碰撞會產生大火球，此過程中能量的轉化情況是______．
（3）小明在網上看到圖甲的航天器撞月圖片之后，聯想到在體育比賽中撐桿跳高運動員要落在厚厚的海綿墊上（圖乙）．根據以上現象，小明提出一個問題：一個物體撞擊其他物體時，撞擊力的大小是否與相互作用的時間有關？他猜想：可能與相互作用的時間有關．
小明根據自己的猜想，設計了如下的實驗方案：在兩個相同的玻璃槽中盛放不同厚度的面粉，從相同的______，先后由靜止釋放同一只雞蛋，落在面粉厚度大的槽中，留下較深的坑，雞蛋完好無損；落在面粉厚度較小的槽中，雞蛋破裂．在這里，小明是通過比較______看出撞擊時間的長短．由此，你得出的結論是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道電磁波速和頻率，根據λ=計算波長．
知道路程和速度，計算時間．
（2）分析動能大小的變化，從動能大小的影響因素分析．動能大小跟物體的質量和速度有關．質量一定時，速度越小，動能越小；速度一定時，質量越小，動能越小．
航天器撞月過程中，產生大火球，說明溫度升高，內能增大，機械能轉化為內能．
（3）探究撞擊力和撞擊時間的關系，要控制物體相同、物體由靜止釋放的高度相同．
通過雞蛋在面粉上留下坑的深淺，反映撞擊時間的長短，通過雞蛋是否破裂反映撞擊力大小．
解答：解：（1）λ===400m．
t===1.28s．
（2）航天器在準備撞月減速過程中，航天器的質量不變，速度減小，動能減小．
航天器撞月過程中，產生大火球，說明溫度升高，內能增大，機械能轉化為內能．
（3）探究撞擊力和撞擊時間的關系，要控制物體相同、物體由靜止釋放的高度相同．所以要使同一個雞蛋在相同高度由靜止釋放，通過雞蛋在面粉上留下坑的深淺，反映撞擊時間的長短，通過雞蛋是否破裂反映撞擊力大小．
面粉上留下的坑淺時，雞蛋破裂，面粉上留下坑深時，雞蛋完好．所以撞擊力的大小與相互作用的時間有關．相同條件下，撞擊時間越短，撞擊力越大．
故答案為：（1）400；1.28；（2）減小；機械能轉化為內能；（3）高度；雞蛋在面粉上留下坑的深淺；相同時間下，撞擊時間越短，撞擊力越大．
點評：撞擊力和撞擊時間的關系是高中的內容，本題通過實驗設計，并總結實驗結論，是為了初中和高中物理知識的銜接，用控制變量法和轉換法，探究撞擊力和撞擊時間的關系．對學生來講有一定的難度．