Question

【題目】2018年12月12日16時(shí)45分，我國(guó)嫦娥四號(hào)探測(cè)器經(jīng)過約110小時(shí)奔月飛行，到達(dá)月球附近，成功實(shí)施近月制動(dòng)，順利完成“太空剎車”，被月球捕獲，進(jìn)入了近月點(diǎn)約100公里的環(huán)月軌道。2019年1月3日上午10點(diǎn)26分，“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器成功著陸在月球背面東經(jīng)177.6度、南緯45.5度附近的預(yù)選著陸區(qū)，并通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖，揭開了古老月背的神秘面紗。此次任務(wù)實(shí)現(xiàn)了人類探測(cè)器首次月背軟著陸，首次月背與地球的中繼通信，開啟了人類月球探測(cè)新篇章。請(qǐng)完成下面有關(guān)嫦娥四號(hào)探測(cè)器探月的知識(shí)問答：

(1)發(fā)射“嫦娥四號(hào)”的長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)采用液氫為燃料，是利用液氫的________大的優(yōu)點(diǎn)；探測(cè)器穿過大氣層時(shí)，包裹探測(cè)器的整流罩與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，整流罩迅速升高，在這個(gè)過程通過________（選填“做功”或“熱傳遞”）增大了它的內(nèi)能。由于整流罩不善于導(dǎo)熱、并且熔點(diǎn)______（選填“高”或“低），因此能對(duì)探測(cè)器起到保護(hù)裝置�！袄�用“鵲橋”中繼星傳回人類史第一張?jiān)虑虮趁嬲掌�（如圖所示）的載體是________；

(2)如圖甲所示，是我國(guó)玉兔二號(hào)月球車。它有六個(gè)寬大的車輪，是為了_________；假定在月球車前面有一起石頭，當(dāng)車輪通過石塊時(shí)，可將石塊與車輪的接觸點(diǎn)O看作是支點(diǎn)，F1為車輪受的的推力，F2為阻力，如圖乙所示。請(qǐng)?jiān)趫D乙中分別畫出F1與F2的力臂；

（________）

據(jù)此分析可知，石塊高度越高（不高于車輪半徑），推力______（選填“越大”或“越小”）；

(3)計(jì)算：①月球車質(zhì)量約135千克，每個(gè)輪子的著地面積是10平方厘米，不管是遇到什么樣的障礙物六個(gè)車輪都是著地的，月球引力約是地球引力的六分之一，則當(dāng)月球車在水平月面上行駛的時(shí)候?qū)υ旅娴膲簭?qiáng)是多少______？（地球上的g=10N/kg）

②月球車在月面上行駛時(shí)，受到的阻力是月球車在月球所受“重力”的0.2倍，則月球車在月面上行駛20米克服阻力做的功為多少______？（地球上的g=10N/kg）

Answer 1

【答案】熱值 做功 高 電磁波 減小壓強(qiáng) 越大 37500Pa 900J

【解析】

(1)[1]火箭采用液態(tài)氫作為火箭的燃料，原因是液態(tài)氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質(zhì)量的氫時(shí)，可以放出更多的熱量。

[2]當(dāng)探測(cè)器在大氣層中快速飛行時(shí)，會(huì)與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，克服摩擦做功，內(nèi)能增加，這是通過做功的方式改變物體的內(nèi)能。

[3] 探測(cè)器與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，克服摩擦做功，內(nèi)能增加，溫度升高，因此整流罩應(yīng)選擇不善于導(dǎo)熱、并且熔點(diǎn)高的材料，才能對(duì)探測(cè)器起到保護(hù)作用。

[4]電磁波的傳播不需要介質(zhì)，能在月球上傳播，所以人類史第一張?jiān)虑虮趁嬲掌�就是通過電磁波傳回地球的。

(2)[5]玉兔二號(hào)月球車有六個(gè)寬大的車輪，是通過增大受力面積的方法來減小壓強(qiáng)的。

[6]車輪通過石塊時(shí)，支點(diǎn)為車輪與石塊的接觸處(下圖中的O點(diǎn))，從支點(diǎn)O向阻力F2、動(dòng)力F1的作用線作垂線，支點(diǎn)O到垂足的距離為相應(yīng)的力臂l2、l1，如圖所示：

[7]由圖可知，石塊高度越高(不高于車輪半徑)，動(dòng)力臂l1越小、阻力臂l2越大，阻力F2 (即車輪的重力)不變，由杠桿平衡條件F1 l1=F2 l2可得F1=，則F1越大，即所需推力越大。

(3)①[8]月球車在地球上的重力

G=mg=135kg×10N/kg=1350N

由題意可得，月球車對(duì)月面的壓力

F=G月=G=×1350N=225N

它對(duì)月面的壓強(qiáng)

p===37500Pa

月球車對(duì)月面的壓強(qiáng)是37500Pa。

②[9]月球車在月面上行駛時(shí)，受到的阻力

f=0.2G月=0.2×225N=45N

在月面上行駛20米克服阻力做的功：

W=fs=45N×20m=900J

月球車克服阻力做的功為900J。