Question

2003年10月中旬，我國首次載人飛船“神舟五號”飛船成功發射和順利回收，標志著我國載人航天技術的研究已進行世界領先行列．下列有關“神舟五號”發射和回放的問題，請用你所學知識解釋：
（1）此次所用運載火箭為“長征二號”捆綁式火箭，其用燃料為液態氫，為什么火箭中用液態氫作燃料？
（2）飛船在太空中沿橢圓軌道繞地球飛行，從遠地點向近地點運動時，其動能、重力勢能及機械能、速度如何變化？
（3）飛船穿越大氣層返回地球，在高空打開巨大的降落傘，在運動到地面附近勻速下落時，其動能、重力勢能、機械能、內能如何變化？
（4）在北京船天館展出的“神舟五號”返回艙有一面是黑的，試解釋這一面變黑的原因．在返回地球時，黑的這一面是面向還是背向地面？

Answer 1

分析：（1）為什么火箭中用液態氫作燃料，需要從液態氫的性質來分析．
（2）飛船在太空中，從遠地點向近地點運動時，離地近了，高度變小，重力勢能就減小了，機械能是不變的，即可得知．
（3）在運動到地面附近勻速下落時，速度不變，質量也不變，動能就不變，高度減小，重力勢能就減小，機械能是動能和重力勢能之和，內能的變化，飛船穿越大氣層，摩擦發熱，即可解答．

解答：解：（1）運載火箭用液態氫作燃料，是因為液態氫的熱值大，質量又小．
（2）飛船在太空中沿橢圓軌道繞地球飛行，從遠地點向近地點運動時，機械能不變，高度減小，質量不變，重力勢能就減小；速度增大，動能就增大；
（3）飛船穿越大氣層返回地球，在運動到地面附近勻速下落時，質量不變，動能就不變，離地面越來越近，高度減小，重力勢能就減小；機械能也減小；飛船和大氣摩擦發熱，內能就增加；
（4）返回艙有一面是黑的，是因為面向地面的部位和大氣層劇烈摩擦碳化而變黑．
故答案是：（1）氫的熱值大，質量又小．
（2）動能增大，重力勢能減小；機械能不變；速度增大；
（3）動能不變；重力勢能減小；機械能減小；內能增加；
（4）飛船與大氣層劇烈摩擦；使其燒黑；面向地面；

點評：考查了動能和重力勢能相互轉化和做功可以改變物體內能的知識點，試題有一定難度．