Question

三十多年來，我國成功地用火箭發射了各種用途的航天器進入太空，特別是“神舟”五號載人飛船的成功發射，標志著我國的航天事業已躋身于世界先進行列.

 (1)如圖是我國“長征三號”運載火箭的示意圖.它的工作原理是什么？

在第三級里裝的是燃料液體態氫和助燃劑液態氧，為什么燃料不選汽油或柴油而選液態氫？

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

(3)用火箭發射的某航天器，它的某些儀器工作時動力能源主要靠太陽能電池提供.現有太陽能電池板面積為8 m²，正對太陽能產生120 V的電壓，為工作儀器提供10 A的電流.若太陽光照射處每平方米面積上獲得的太陽輻射功率是1.0×10³ W，試計算該太陽能電池的光電轉換效率.

(4)當“神舟”五號的載人艙進入大氣層時，為了減速而打開了降落傘，當載人艙勻速下落時，它的動能、勢能和機械能如何變化？

Answer 1

（1）利用燃料燃燒獲得的內能對外做功.

因為液態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=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）動能不變，重力勢能減少，機械能減少