对物体做功与物体动能变化的问题2设一质量为M飞船对于空间一质点P保持相对静止状态,(第一阶段)启动飞船上的火箭发动机,使其作匀加速直线运动,直到与P的相对速度为10M/S,关闭发动机,
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/07/07 15:28:17
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对物体做功与物体动能变化的问题2
设一质量为M飞船对于空间一质点P保持相对静止状态,(第一阶段)启动飞船上的火箭发动机,使其作匀加速直线运动,直到与P的相对速度为10M/S,关闭发动机,所耗燃料质量为m1;设若干次加速后,飞船相对于P以100M/S作匀速直线运动,(第二阶段)发动机再次启动,使其作匀加速直线运动,直到与P的相对速度达110M/S,关闭发动机,所耗的所耗燃料质量为m2.
假设燃料消耗量与飞船总质量比小到可忽略不计,理论上飞船在第二阶段所耗的燃料的量应等于第一阶段所耗燃料的量,即m2=m1,也就是说两次所耗燃料的内能相等,但飞船在第二阶段所获得的动能增量却远远大于第一阶段的动能增量(两次均以P点做参照),分别是1050M和50M.这是为什么?
对物体做功与物体动能变化的问题2设一质量为M飞船对于空间一质点P保持相对静止状态,(第一阶段)启动飞船上的火箭发动机,使其作匀加速直线运动,直到与P的相对速度为10M/S,关闭发动机,
错误.
动能是一个与速度的平方成正比的函数,110的平方-100的平方 大于 10的平方-0的平方,第二次动能增量大于第一次.
从导数的角度讲,V的平方求导得到2V,即动能的变化率在增大,如果速度增量一定,速度越大时,动能增量就越大.
从这个物理过程分析,发动机工作会给飞船一个推力,在这个推力的作用下加速.第一次速度从0增加到10M/S,第二次速度从100M/S增加到110M/S,速度都是增加0M/S,由冲量定理,推力的作用时间是一样的,但是第二次时,速度大,在同样的时间里位移大,推力作的功大,消耗的燃料就多.
所做功 即 推动力*位移
第二阶段初始速度大 所以第二阶段的位移比第一阶段大
而同一推进器一般认为推动力是一样的
所以第二阶段所做的功多 动能增量也大
看不懂额