题目
2021年5月15日,天问一号着陆巡视器成功着陆于火星,中国首次火星探测任务取得圆满成功。携带火星车的着陆器与环绕器分离后,最后阶段利用反推火箭在火星表面实现软着陆,设着陆器总质量(含燃料)为M,极短时间内喷射的燃气质量是m,为使着陆器经一次瞬间喷射燃气后,其下落的速率从v0减为v,求:
(1)
一次瞬间喷射过程中对燃气的冲量I;
(2)
瞬间喷出的燃气相对火星表面的速率。
答案: 解:一次瞬间喷射前的动量p=(M−m)v0一次瞬间喷射后的动量p′=(M−m)v一次瞬间喷射过程中燃气对着陆器的冲量I=(M−m)v−(M−m)v0一次瞬间喷射过程中着陆器对燃气的冲量I=(M−m)v0−(M−m)v
解:喷射燃气的过程动量守恒,有Mv0=(M−m)v+mv′解得v′=(v0−v)Mm+v