UC知道物理机械能中有关“和平号”空间站的问题。
来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/07/04 21:41:30
全国2001年高考题，谁会做。。帮忙一下。。。不胜感激。。过程好的50分。
“和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程中可简化为从一个近圆轨道（可近似看作圆轨道）开始，经过与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海。此过程中，空间站原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量Eˊ通过其它方式散失，（不考虑坠落过程中化学反应的能量）。
（1）试导出与下列各物理量的符号表示散失能量 Eˊ的公式。
（2）算出Eˊ的数值（结果保留两位有效数字）
坠落开始时空间站的质量M = 1.17×105Kg；
轨道离地面的高度为h = 146Km；
坠落空间范围内重力加速度可看做g = 10 m / s 2；
入海残片的质量 m = 1.2×104Kg；
入海残片的温度升高△T = 3000K；
入海残片的入海速度为声速v = 340m / s
空间站材料每1千克升温1K平均所需能量C = 1.0×103J；
每销毁1千克材料平均所需能量μ = 1.0×107J。
高手快帮忙下。。。
“和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域，坠落过程中可简化为从一个近圆轨道（可近似看作圆轨道）开始，经过与大气摩擦，空间站的绝大部分经过升温、熔化，最后汽化而销毁，剩下的残片坠入大海。此过程中，空间站原来的机械能中，除一部分用于销毁和一部分被残片带走外，还有一部分能量Eˊ通过其它方式散失，（不考虑坠落过程中化学反应的能量）。
（1）试导出与下列各物理量的符号表示散失能量 Eˊ的公式。
（2）算出Eˊ的数值（结果保留两位有效数字）
坠落开始时空间站的质量M = 1.17×105Kg；
轨道离地面的高度为h = 146Km；
坠落空间范围内重力加速度可看做g = 10 m / s 2；
入海残片的质量 m = 1.2×104Kg；
入海残片的温度升高△T = 3000K；
入海残片的入海速度为声速v = 340m / s
空间站材料每1千克升温1K平均所需能量C = 1.0×103J；
每销毁1千克材料平均所需能量μ = 1.0×107J。
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（1）:根据题给条件，从近圆道到地面的空间中重力加速度g=10m/s^2，若以地面
为重力势能零点，坠落过程开始时空间站在近圆轨道的势能为E=mgh ……①
以 表示空间站在近圆轨道上的速度，由牛顿定律可得Mv^2/r=Mg ……②
其中r为轨道半径，若以 表示地球半径，则r=R地+h ……③
由②、③式可得空间站在近圆轨道上的动能为Ek=0.5Mg(R地+h) ……④
由①、④式得，在近圆轨道上空间站的机械能E=Mg(0.5R地+1.5h)
在坠落过程中，用于销毁部分所需的能量为 Q销=(M-m)μ
用于残片升温所需的能量 Q残=cm△T
残片的动能为 E残=0.5mv^2
以E’表示其他方式散失的能量，则由能量守恒得E=Q销+Q残+E残+E’
由此得E’=Mg(0.5R地+1.5h)-(M-m)μ-0.5mv^2-cm△T
（2）:由（1）数据代入得E’=2.9×10^12 J