Question

我國(guó)月球探測(cè)工程（即“嫦娥工程”），分“繞、落、回”3個(gè)階段．“嫦娥一號(hào)”探測(cè)衛(wèi)星已于2007年10月成功發(fā)射．嫦娥一號(hào)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師和總指揮葉培建說(shuō)，“嫦娥二號(hào)”探測(cè)衛(wèi)星將于2009年前后發(fā)射．嫦娥二號(hào)是嫦娥一號(hào)衛(wèi)星的姐妹星，同樣由長(zhǎng)三甲火箭發(fā)射．但是嫦娥二號(hào)衛(wèi)星上搭載的CCD照相機(jī)的分辨率將更高，其他探測(cè)設(shè)備也將有所改進(jìn)，所探測(cè)到的有關(guān)月球的數(shù)據(jù)將更加詳實(shí)．如圖為一繞月探測(cè)器的示意圖，P₁、P₂、P₃、P₄是四個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，P₁、P₃的連線(xiàn)與空間一固定坐標(biāo)系的x軸平行，P₂、P₄的連線(xiàn)與y軸平行，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)動(dòng)時(shí)，都能向探測(cè)器提供推力，但不會(huì)使探測(cè)器轉(zhuǎn)動(dòng)．開(kāi)始時(shí)，探測(cè)器以恒定的速率v向正x方向平動(dòng)，要使探測(cè)器改為向正x偏負(fù)y 60°的方向以原來(lái)的速率v平動(dòng)，則可（ ）

A．先開(kāi)動(dòng)P₁適當(dāng)時(shí)間，再開(kāi)動(dòng)P₄適當(dāng)時(shí)間
B．先開(kāi)動(dòng)P₃適當(dāng)時(shí)間，再開(kāi)動(dòng)P₂適當(dāng)時(shí)間
C．開(kāi)動(dòng)P₄適當(dāng)時(shí)間
D．先開(kāi)動(dòng)P₃適當(dāng)時(shí)間，再開(kāi)動(dòng)P₄適當(dāng)時(shí)間

Answer 1

【答案】分析：如要通過(guò)操作P₁、P₂、P₃、P₄四個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，使得探測(cè)器仍以速率v沿著正x偏負(fù)y 60°方向飛行，則探測(cè)器具有的動(dòng)量的大小仍等于mv，而方向變?yōu)檎齲偏負(fù)y 60°方向，即探測(cè)器動(dòng)量的x分量由mv改變?yōu)閙vcos60°=mv，而y分量由0改變?yōu)?mvsin60°=，由此根據(jù)動(dòng)量定理就可斷定為了使探測(cè)器的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)向，必須要開(kāi)動(dòng)向正x方向噴氣的P₁一段時(shí)間，以便探測(cè)器動(dòng)量的x分量由mv改變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131028204105796891225/SYS201310282041057968912007_DA/2.png">mv，同時(shí)還要再開(kāi)動(dòng)向正y方向噴氣的P₄一段時(shí)間，以使探測(cè)器動(dòng)量的y分量由0改變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131028204105796891225/SYS201310282041057968912007_DA/3.png">．
解答：解：因?yàn)樘綔y(cè)器仍以速率v沿著正x偏負(fù)y 60°方向飛行，
所以探測(cè)器具有的動(dòng)量的大小仍等于mv，而方向變?yōu)檎齲偏負(fù)y 60°方向，
即探測(cè)器動(dòng)量的x分量由mv改變?yōu)閙vcos60°=mv，
而y分量由0改變?yōu)?mvsin60°=．
根據(jù)動(dòng)量定理可知：
必須要開(kāi)動(dòng)向正x方向噴氣的P₁一段時(shí)間，以便探測(cè)器動(dòng)量的x分量由mv改變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131028204105796891225/SYS201310282041057968912007_DA/6.png">mv，
同時(shí)還要再開(kāi)動(dòng)向正y方向噴氣的P₄一段時(shí)間，以使探測(cè)器動(dòng)量的y分量由0改變?yōu)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic6/res/gzwl/web/STSource/20131028204105796891225/SYS201310282041057968912007_DA/7.png">，
故在題給的四個(gè)選項(xiàng)中，只有A項(xiàng)是正確選項(xiàng)．
故選A．
點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)注高新科技-嫦娥繞月探測(cè)器，注重理論聯(lián)系實(shí)際能力的考查，考查考生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，提取有用信息，建立物理模型，分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力．