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问答题
阅读下列材料，然后根据材料提供的信息，设计一个相关的物理问题并进行解答．
2003年10月15日9时整，我国自行研制的“神舟五号”载人飞船发射成功，准确进入预定轨道，航天员杨利伟被顺利送上太空，并于次日6时左右成功返回．当火箭点火后，火箭发动机内部燃料燃烧产生高温、高压气体从尾部向后喷出，对火箭产生巨大推力，火箭变得更高、更快．
飞船升入太空后，首先是沿着椭圆形轨道绕地球运行，经过一定时间后，通过喷射燃气来实施变轨，变轨后飞船进入距离地球表面350km高度的圆形轨道作圆周运动，平均1.5h可绕地球飞行一周（地球的半径约为6400km）．
杨利伟在太空中为我们演示了奇妙的失重实验：他松开手，原先握住的航天手册和笔就漂浮在空中…
问题：

本题信息：2004年泰州物理问答题难度较难来源:未知
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本试题 “阅读下列材料，然后根据材料提供的信息，设计一个相关的物理问题并进行解答．2003年10月15日9时整，我国自行研制的“神舟五号”载人飞船发射成功，准确进入预定...” 主要考查您对
机械能转化与守恒

速度的计算
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机械能转化与守恒
速度的计算

机械能定义：
动能与势能之和称为机械能。

机械能守恒：
动能与势能之间是可以相互转化的，即动能可以转化成势能，势能也可以转化成动能。在只有动能与势能转化的过程中，机械能的总量保持不变。如图：卫星绕地球转动时，由于太空是真空，动能和势能相互转化，机械能不变。

规律总结：在只有重力、引力、弹力做功时，机械能是守恒的，其他力做功，机械能不守恒。
机械能间的转化：
(1)动能和重力势能可以相互转化。
①动能转化为重力势能的标志是速度减小，所处的高度增加；
②重力势能转化为动能的标志是所处的高度减小，速度增大。

(2)动能和弹性势能可以相互转化。
①动能转化为弹性势能的标志是速度减小，形变增大；
②弹性势能转化为动能的标志是动能增大，形变减小；
③动能和弹性势能的相互转化可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间。

(3)在动能和势能相互转化的过程中，若没有能量损失(如克服阻力)或其他形式的能量的补充，机械能的总和保持不变，机械能守恒。

(4)机械能也可以转化为其他形式的能量。
对能量转化的理解：
(1)分析某个物体在物理变化的过程中机械能的大小发生改变与否时，应全面考虑。即同时考虑动能、重力势能、弹性势能的变化情况。

(2)物体储存能量时，物体具有做功的本领，物体损失能量时，就说物体正在做功。

(3)物体对外界做功时，物体的能量减小。

(4)外界对物体做功时，物体的能量增加。

滚摆：
滚摆又称麦克斯韦摆，它是在学习机械能时，常用来演示重力势能和动能之间相互转化的仪器，如图。

做滚摆实验时，先调整悬绳，使摆轮处于水平最低位置，然后转动摆轮，使悬绳均匀地绕在摆轮的轴上，直至摆轮上升到悬绳的最上部，并且保持摆轮的轴与水平地面平行。此时，摆轮具有一定的重力势能，而动能为零。当由静止释放摆轮，在重力和悬绳拉力的共同作用下，摆轮边旋转，边下降，摆轮的重力势能不断减少，转化成摆轮的动能。当悬线全部伸开时，摆轮的重力势能不再减少，摆轮的动能达到最大值。由于惯性，摆轮继续旋转，摆轮轴又开始把绳绕在轴上，使摆轮开始上升，随着重力势能的增加，动能不断减少，动能转化为势能。直到上升到开始位置，摆轮停止转动，停止上升。接着又开始新的一轮下降、上升…… 实际上，摆轮每次下降后再上升都不会上升到前一次的高度，这是摩擦力、空气阻力等作用的结果，使一部分机械能转化为内能。

水能及其利用：
    水能及其利用流动的水具有动能，高处的水具有势能，水所具有的机械能统称水能。
    瀑布的水向下流时(如图)，它会以极大的力量冲击瀑布下的岩石，并且以很大的速度冲刷土壤。

      数千年前，人们已知道利用流水的能量来转动水车，汲水灌溉。自从19世纪末德国建成世界上第一座水电站以来，水力发电就成了水能利用的主要形式。当上游的水冲击水轮机的叶片时，就把大部分动能传递给水轮机，使水轮机转动起来，由此带动发电机发电。
      为了增加水的机械能，必须修筑拦河大坝来提高河流上游的水位。如图是水力发电站的原理图。

计算公式：
v=。其中v表示速度，s表示路程，t表示通过这段路程所用的时间。

巧选参照物简化速度的计算：
恰当地选择参照物，可使某些关于速度计算的复杂问题变得简单。像超车、错车，漂流物问题等都可以这样试试!不要形成定势，只盯着地面或地面上静止的物体做参照物!

例1在一列以18m／s的速度匀速行驶的火车上，某乘客以2m／s的速度在车厢内行走(车厢长 20m)．下列说法正确的是( )
A．乘客用ls的时间从车厢头走到车厢尾
B．乘客用11s的时间从车厢头走到车厢尾
C．乘客用10s的时间从车厢头走到车厢尾
D，乘客用1．25s的时间从车厢头走到车厢尾

解析研究地面上运动的物体我们首先想到的参照物是地面。本题如果以地面为参照物，火车和乘客都在运动，问题很复杂，如果我们选取匀速行驶的火车为参照物，问题就会简单许多，只剩下一个相对于参照物运动的物体——乘客，无论乘客从车头走到车尾，或从车尾走到车头，相对车厢走的路程都是车厢长 20m，相对于车的速度为2m／s，由速度公式的变形，可求出时间，则乘客无论从车头走到车尾或从车尾走到车头所需时间均相等，故正确答案为C。

答案：C

比值类问题解决方法：
求比值的问题，把所给条件写成比的形式后，根据速度公式或者其变形公式，把所要求的硅用比值表示出来，化简，代入数据，计算得出结果。

例甲乙两匀速直线运动的物体的速度之比勾 4：3，运动的时间之比为4：1，则两车通过的路程之比为 ( )
A．4：3
B．4：l
C. 3：4
D．16：3

解析：有速度公式变形得s=vt，利用速度公式来求路程之比。

答案：D

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