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一、“勇气号”和“机遇”号在火星成功着陆
2004年1月4日，美国航天局的“勇气号”火星探测器成功登陆火星表面，另一探测器“机遇”号火星车于1月25日又成功地在火星表面登陆。
例1 图1为“勇气号”空间探测器的示意图，P[，1]、P[，2]、P[，3]、P[，4]是四个喷气发动机，P[，1]、P[，3]的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P[，2]、P[，4]的连线与y轴平行。每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动。开始时，探测器以恒定的速v[，0]向正x方向平动，要使探测器改为向正x偏负y轴60°的方向以原来的速率v[，0]平动，则可
图1
A.先开动P[，1]适当时间，再开动P[，4]适当时间
B.先开动P[，3]适当时间，再开动P[，2]适当时间
C.开动P[，4]适当时间
D.先开动P[，3]适当时间，再开动P[，4]适当时间
解析：作出速度的矢量三角形，由图2可知，探测器的速度由v[，0]变化为v[，t]，速度变化量为图中的Δv，Δv在x轴负方向上和y轴负方向上均有分量，也就是探测器在x轴负方向上和y轴负方向上均受到发动机的作用力，则应先开动P[，1]适当时间，再开动P[，4]适当时间（喷气发动机喷气方向与探测器的受力方向相反）。正确选项为A。
图2
例2 “机遇”号和“勇气”号在火星着陆后将对火星水的形成原因进行研究。科学家研究水是根据中子光谱仪探知的，这种仪器若发现中子的速度在火星尘土中某些部分出现了明显下降，就知道火星尘土中有大量的氢离子。
（1）从碰撞实验的角度说明为什么中子速度明显下降，表明有氢离子存在，从而间接证明可能存在水。
（2）这类似物理学史上什么著名实验？
解析：（1）中子的质量与质子的质量非常相近，根据弹性碰撞规律可知，中子与质子相碰后速度发生交换，中子速度明显下降，表明质子获得较大的速度。中子速度明显下降表明大量氢离子（质子）的存在，从而间接证明火星存在水。（2）发现中子的实验。
例3 人在距地面高为H的地方，以速度v[，0]水平抛出一个小球，落地点与抛出点之间的水平距离为s。如果这个人站在火星上，距火星表面的高度也为H，并且以同样的水平速度抛出这个小球，则落地点与抛出点之间的水平距离为多少？已知火星的半径为地球半径的一半，火星的质量约为地球质量的1/9。
解析：物体在星球的表面时，重力约等于
二、诺贝尔物理奖
2004年10月5日瑞典皇家科学院宣布，将2004年诺贝尔物理学奖授予美国的三位物理学家，以表彰他们发现了强相互作用理论中的“渐近自由”现象。评委们把3名美国科学家的成就称为“夸克世界中的一个多彩发现”。
例4 目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。u夸克带电量为（2/3）e，d夸克带电量-（1/3）e，e为基元电荷。下列论断可能正确的是
A.质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成
D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d跨克组成
解析：质子带电量为+e，+e=（2/3）e×2+（-（1/3）e）×1，即质子由2个u夸克和1个d夸克组成；中子显中性，0=（2/3）e+（-（1/3）e）×2，即中子由1个u夸克和2个d夸克组成。正确选项为B。
例5 已经证实，质子、中子都是由上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为（2/3）e，下夸克带电为-（1/3）e，e为电子所带电量的大小，如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为l，l=1.5×10[-15]m，试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力（库仑力）。
解析：质子带电为+e，所以它是由2个上夸克和1个下夸克组成的，由题意可知，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处。这时上夸克与上夸克之间的静电力应为
代入数值，得F[，m]=46N，为斥力。
上夸克与下夸克之间的静电力为
代入数值，得F[，nd]=23N，为吸力。
三、伽利略卫星导航系统
中欧合作的“伽利略”全球定位卫星系统计划一直备受关注，近日有美国媒体载文称，如果“伽利略”被中国等国家利用来对付美国，美国可能攻击该卫星系统。中国方面随即做了回应：美国不可能独家垄断未来空间市场，如果顺利的话，伽利略计划将于2008年左右建成。“伽利略”系统在太空主要由分布在三个轨道上的30颗中等高度轨道卫星（MEO）构成，每个轨道面上有10颗卫星，9颗正常工作，1颗运行备用；轨道面倾角56度，如图3所示。
图3
例6 如果每颗卫星的周期为12小时，则卫星距地面的高度为多少？卫星上的讯号传到地面需多长时间？
解析：卫星在轨道上做的是匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即
所以距地面的高度h=r-R[，地]=20200km。卫星上讯号传到地面需要的时间t=（h/c）=0.067s
例7 某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻气作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变，每次测量中卫星的运动可近似看做圆周运动。某次测量卫星的轨道半径为r[，1]，后来变为r[，2]，r[，2]＜r[，1]。以E[，K1]、E[，K2]表示卫星在这两个轨道上的动能，T[，1]，T[，2]表示卫星在这两上轨道上绕地运动的周期，则
所以E[，K2]＞E[，K1]，T[，2]＜T[，1]，卫星做变轨运行时，其半径发生变化，因而其运行的线速度、角速度、周期、加速度、动能也相应发生变化。正确选项为C。