13.一火星探测器着陆火星之前,需要经历动力减速,悬停避障两个阶段,在动力减速阶段,探测器速度大小由96 M/S减小到0,历时80s,在悬停避障阶段,探测器启用最大推力为7500N的变推力发动机,在距离火星表面百米高度处悬停,寻找着陆点,已知火星半径约为地球半径的1/2,火星质量约为地球质量的1/10,地球表面重力加速度大小10 M/S2探测器在动力减速阶段的运动视为竖直向下的匀减速运动,
求在动力减速阶段,探测器的加速度大小和下降距离,
在悬停避障阶段,能借助该变推力发动机实现悬停的探测器的最大质量
简单说几句,对于这种借助某些背景的题目,我们一定要从复杂的文字当中抓住关键信息。切不可被一些无关痛痒的文字所影响所迷惑。具体到本题来看,动力减速阶段最关键的信息是最后一句话可视为竖直向下的匀减速运动,这说明什么呢?加速度不变。而在这个阶段,初速度,末速度,运动时间已经知道了,那么加速度大小下降,距离可以有很多种方法求出来,当然最简单的方法加速度大小肯定是速度的变化与时间的比值,而下降距离最简单的方法就是平均速度与时间的乘积。而在悬停避障阶段,最关键的就是对悬停的理解,什么意思呢?就是说他在这个阶段处于静止状态或者平衡状态。因此,推力与重力是平衡力,这里我们一定要注意,重力是火星产生的重力。所以最大质量的求解,其实是要把火星的重力加速度求出来,而此时,如果大家支持比较扎实的话,很快就可以想到黄金代换。因为告诉了我们质量之比和半径之比。这里唯一需要注意的是,黄金代换不能直接使用,而应该把星球表面的重力和万有引力相等来推出。其他不在赘述。
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