问题标题:
若宇航员完成了对火星表面的科学考察任务,乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱,为了安全,返回舱与轨道舱对接时,必须具有相同的速度。已知:该过程宇航员乘坐的返回舱至
问题描述:

若宇航员完成了对火星表面的科学考察任务,乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱,为了安全,返回舱与轨道舱对接时,必须具有相同的速度。已知:该过程宇航员乘坐的返回舱至少需要获得的总能量为E(可看作是返回舱的初动能),返回舱与人的总质量为m,火星表面重力加速度为g,火星半径为R,轨道舱到火星中心的距离为r,不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响。问:(1).返回舱与轨道对接时,返回舱与人共具有的动能为多少?(2).返回舱在返回过程中,返回舱与人共需要克服火星引力做多少功?{注:轨道舱到火星中心的距离为r>火星半径为R}

黄元元回答:
  (1)返回舱与轨道舱对接时,必须具有相同的速度,求轨道舱的速度   GMm/r^2=mv^2/r,GM=gR^2,得v^2=gR^2/r,Ek=1/2mv^2=mgR^2/2r   (2)能量守恒W=E-Ek=E-mgR^2/(2r)
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