Question

2009年10月9日，美國(guó)兩航天器先后撞擊月球．如圖甲所示，“半人馬座”火箭撞月時(shí)，在月球上擊起一點(diǎn)六公里高的塵埃，其中含有約二十五加侖的水．結(jié)果顯示，月球上存在水，引起了人們的廣泛興趣．
（1）科技人員是通過(guò)電磁波來(lái)向兩航天器傳遞控制信號(hào)的，若該電磁波的頻率為750 kHz，其波長(zhǎng)是

400

m．月球離地球平均距離3.84×10⁵km，則航天器即將撞月前，發(fā)出的信號(hào)約需

1.28

s才能傳到地球．（電磁波在真空中的速度c=3×10⁸m/s）
（2）航天器在準(zhǔn)備撞月減速過(guò)程中其動(dòng)能

減少

  （增加/不變/減少）；它與月球的碰撞會(huì)產(chǎn)生大火球，此過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化情況是

機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

．
（3）小明在網(wǎng)上看到圖甲的航天器撞月圖片之后，聯(lián)想到在體育比賽中撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員要落在厚厚的海綿墊上（圖乙）．根據(jù)以上現(xiàn)象，小明提出一個(gè)問(wèn)題：一個(gè)物體撞擊其他物體時(shí)，撞擊力的大小是否與相互作用的時(shí)間有關(guān)？他猜想：可能與相互作用的時(shí)間有關(guān)．
小明根據(jù)自己的猜想，設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)方案：在兩個(gè)相同的玻璃槽中盛放不同厚度的面粉，從相同的

高度

，先后由靜止釋放同一只雞蛋，落在面粉厚度大的槽中，留下較深的坑，雞蛋完好無(wú)損；落在面粉厚度較小的槽中，雞蛋破裂．在這里，小明是通過(guò)比較

雞蛋在面粉上留下坑的深淺

看出撞擊時(shí)間的長(zhǎng)短．由此，你得出的結(jié)論是

相同條件下，撞擊時(shí)間越短，撞擊力越大

．

Answer 1

分析：（1）知道電磁波速和頻率，根據(jù)λ=

v

f

計(jì)算波長(zhǎng)．
知道路程和速度，計(jì)算時(shí)間．
（2）分析動(dòng)能大小的變化，從動(dòng)能大小的影響因素分析．動(dòng)能大小跟物體的質(zhì)量和速度有關(guān)．質(zhì)量一定時(shí)，速度越小，動(dòng)能越��；速度一定時(shí)，質(zhì)量越小，動(dòng)能越�。�
航天器撞月過(guò)程中，產(chǎn)生大火球，說(shuō)明溫度升高，內(nèi)能增大，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（3）探究撞擊力和撞擊時(shí)間的關(guān)系，要控制物體相同、物體由靜止釋放的高度相同．
通過(guò)雞蛋在面粉上留下坑的深淺，反映撞擊時(shí)間的長(zhǎng)短，通過(guò)雞蛋是否破裂反映撞擊力大�。�

解答：解：（1）λ=

v

f

=

3×108m/s

750×103Hz

=400m．
t=

s

v

=

3.84×105km

3×105km/s

=1.28s．
（2）航天器在準(zhǔn)備撞月減速過(guò)程中，航天器的質(zhì)量不變，速度減小，動(dòng)能減�。�
航天器撞月過(guò)程中，產(chǎn)生大火球，說(shuō)明溫度升高，內(nèi)能增大，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（3）探究撞擊力和撞擊時(shí)間的關(guān)系，要控制物體相同、物體由靜止釋放的高度相同．所以要使同一個(gè)雞蛋在相同高度由靜止釋放，通過(guò)雞蛋在面粉上留下坑的深淺，反映撞擊時(shí)間的長(zhǎng)短，通過(guò)雞蛋是否破裂反映撞擊力大�。�
面粉上留下的坑淺時(shí)，雞蛋破裂，面粉上留下坑深時(shí)，雞蛋完好．所以撞擊力的大小與相互作用的時(shí)間有關(guān)．相同條件下，撞擊時(shí)間越短，撞擊力越大．
故答案為：（1）400；1.28；（2）減�。粰C(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；（3）高度；雞蛋在面粉上留下坑的深淺；相同時(shí)間下，撞擊時(shí)間越短，撞擊力越大．

點(diǎn)評(píng)：撞擊力和撞擊時(shí)間的關(guān)系是高中的內(nèi)容，本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，是為了初中和高中物理知識(shí)的銜接，用控制變量法和轉(zhuǎn)換法，探究撞擊力和撞擊時(shí)間的關(guān)系．對(duì)學(xué)生來(lái)講有一定的難度．