Question

11．为了采集木星和火星之间星云的标本，将航天器制成勺形星云物质彼此间相对静止．航天器质量为10⁴kg，正以10km/s的速度运行，星云物质速度为100m/s，方向与航天器相同，航天器没有开启动力装置．如果每秒钟可收集10kg星云物质，一个小时后航天器的速度变为多少？

Answer 1

分析 航天器没有开启动力装置，航天器收集星云物质的过程，内力远大于外力，系统的动量守恒，由动量守恒定律求出一个小时后航天器的速度．

解答 解：一个小时后航天器收集到的星云物质质量为：
m=3600×10kg=3.6×10⁴kg
航天器的质量为：M=10⁴kg，原来的速度为：v₁=10km/s=10⁴m/s．星云物质速度为：v₂=100m/s
设一个小时后航天器的速度变为v，取原来航天器的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
Mv₁+mv₂=（M+m）v
解得：v≈2252.2m/s
答：一个小时后航天器的速度变为2252.2m/s．

点评 解决本题的关键是要明确航天器收集星云物质的过程系统的动量守恒，解题时要注意各个量的单位，都必须统一为国际单位．