Question

2007年10月24日傍晚，隨著指揮員“點(diǎn)火”一聲令下，巨型運(yùn)載火箭噴出一團(tuán)橘紅色的烈焰，將“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星平地托起，直沖云天，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)人奔月的千年夢(mèng)想．
（1）“嫦娥一號(hào)”探月，將通過(guò)三個(gè)軌道：調(diào)相軌道，地月轉(zhuǎn)移軌道，環(huán)月軌道，完成“三級(jí)跳”．在此過(guò)程中，都是通過(guò)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，噴射燃?xì)鈦?lái)調(diào)整飛行速度求飛行軌道的．這說(shuō)明力能改變物體的

運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

；截止目前，“嫦娥一號(hào)”已經(jīng)發(fā)回了多幅月球地況照片，研究發(fā)現(xiàn)，月球表面富含核聚變?cè)�料一氦核，除核聚變以外，利用原子能的另外一種核變化是

核裂變

；月球上沒(méi)有磁場(chǎng)和空氣，月球?qū)ξ矬w的引力為地球的六分之一，在月球表面上能做到的是

④

（填序號(hào)）
①舉行露天演唱會(huì)　　②電風(fēng)扇吹風(fēng)　�、壑改厢樁ㄏ颉　、苡锰炱椒Q質(zhì)量
（2）地球距離月球3×10⁸m，人類發(fā)射月球的探測(cè)器能夠在自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)的控制下在月球上行走，且每隔5秒向地球發(fā)射一次信號(hào)，該信號(hào)的傳播的速度是

3×10⁸

m/s．某時(shí)刻，控制中心數(shù)據(jù)顯示在探測(cè)器前方相距32米處存在障礙物，經(jīng)過(guò)5秒，控制中心數(shù)據(jù)顯示探測(cè)器距離障礙物22米；再經(jīng)過(guò)5秒，控制中心得到探測(cè)器上剎車裝置出現(xiàn)故障的信息，為避免探測(cè)器撞擊障礙物，科學(xué)家決定對(duì)探測(cè)器進(jìn)行人工剎車遙控操作，科學(xué)家輸入命令需要3秒，則探測(cè)器接收到地面剎車指令時(shí)，探測(cè)器距離障礙物

4

m．

Answer 1

分析：（1）火箭的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的不斷改變，是由向下高速噴出的燃?xì)鈱?duì)火箭施加了力的作用造成的，由此可以確定力的作用效果．根據(jù)有關(guān)核能的利用的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)可以知道兩種得到核能的方式核聚變和核裂變．
根據(jù)月球表面與地球表面的區(qū)別：無(wú)磁場(chǎng)；無(wú)大氣層、對(duì)物體的吸引力小，根據(jù)聲音的傳播、指南針的工作原理以及托盤天平的制成原理的知識(shí)，即可確定哪種情況在月球上可以操作．
（2）發(fā)射的信號(hào)是通過(guò)電磁波來(lái)傳遞的，根據(jù)電磁波的傳播速度可以確定信號(hào)的傳播速度；根據(jù)某時(shí)刻，控制中心數(shù)據(jù)顯示在探測(cè)器前方相距32米處存在障礙物，經(jīng)過(guò)5秒，控制中心數(shù)據(jù)顯示探測(cè)器距離障礙物22米；可以確定探測(cè)器的速度；利用探測(cè)器的速度，結(jié)合其運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，可以求得探測(cè)器接收到地面剎車指令時(shí)，探測(cè)器距離障礙物有多遠(yuǎn)．

解答：解：（1）火箭在燃?xì)馔屏Φ淖饔孟逻\(yùn)動(dòng)狀態(tài)不斷地改變，體現(xiàn)了力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
獲得核能的方法有兩種：可以控制的核裂變；不能控制的核聚變．
①由于月球上沒(méi)有大氣層，聲音的傳播需要介質(zhì)，也就是說(shuō)沒(méi)有聲音傳播的介質(zhì)，所以不能看演唱會(huì)，人類在太空中交流，即使面對(duì)面也要用無(wú)線電．
②風(fēng)是由空氣的流動(dòng)形成的，沒(méi)有空氣，當(dāng)然形成不了風(fēng)，故用電風(fēng)扇吹風(fēng)也不可能．
③指南針是由于受到地磁場(chǎng)的作用而指向南北方向的，月球上沒(méi)有地磁場(chǎng)，所以指南針不能工作．
④托盤天平是利用杠桿的平衡條件制成的，設(shè)物體的質(zhì)量為m_物，砝碼的質(zhì)量為m_砝，托盤天平的力臂為L(zhǎng)．此時(shí)作用在杠桿上的是砝碼和物體受到的重力：G_物L=G_砝L，即：m_物gL=m_砝gL，由于gL相等，所以m_物=m_砝．
到了月球上，由于月球?qū)ξ矬w的吸引力變?yōu)榈厍虻牧�分之一，即�?span id="woguu4m" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">

1

6

G_物L=

1

6

G_砝L，仍然可以得到m_物=m_砝．所以托盤天平可以在月球上使用．
（2）無(wú)線電通訊中使用的是電磁波，電磁波的速度是3×10⁸m/s；
由某時(shí)刻，控制中心數(shù)據(jù)顯示在探測(cè)器前方相距32米處存在障礙物，經(jīng)過(guò)5秒，控制中心數(shù)據(jù)顯示探測(cè)器距離障礙物22米可知，探測(cè)器在5s的時(shí)間t內(nèi)通過(guò)的距離s=10m，由此可以求得探測(cè)器的速度：v=

s

t

=

10m

5s

=2m/s，
從探測(cè)器距離障礙物22m開(kāi)始計(jì)時(shí)，到探測(cè)器接收到地面剎車指令用的時(shí)間有以下幾部分組成：確定探測(cè)器上剎車裝置出現(xiàn)故障的時(shí)間t₁=5s，科學(xué)家輸入指令的時(shí)間t₂=3s，攜帶剎車信號(hào)的電磁波傳到探測(cè)器的時(shí)間t₃．
其中，t₃可以利用月球與地球之間到的距離S_月=3×10⁸m和電磁波的速度c=3×10⁸m/s求得
t₃=

S月

c

=

3×108m

3×108m/s

=1s，
所以從探測(cè)器距離障礙物22m開(kāi)始計(jì)時(shí)，到探測(cè)器接收到地面剎車指令用的時(shí)間T=t₁+t₂+t₃=5s+3s+1s=9s，
在該過(guò)程中探測(cè)器通過(guò)的距離：S₁=vT═2m/s×9s=18m，
所以此時(shí)距離障礙物的距離S′=22m-18m=4m．
故答案為：（1）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；核裂變；④．
（2）3×10⁸；4．

點(diǎn)評(píng)：此題易出錯(cuò)的地方有兩個(gè)：
①受慣性思維的影響，托盤天平在太空中不能用，因?yàn)樘�空中的物體不受重力．在此題中托盤天平不是在太空中，而是在月球上，月球?qū)ξ矬w有吸引力．審題要認(rèn)真．
②在求解探測(cè)器距離障礙物多遠(yuǎn)時(shí)，涉及的時(shí)間路程太繁瑣，容易搞錯(cuò)對(duì)應(yīng)關(guān)系，也容易漏掉t₃，而出現(xiàn)錯(cuò)誤．明確其對(duì)應(yīng)的過(guò)程是解決此題的關(guān)鍵．