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技術(shù)湃︱朝鮮北極星二型導(dǎo)彈的(最大)射程是多少?
問題:朝鮮2月12日試射的北極星二型導(dǎo)彈的(最大)射程是多少?此前的一些報(bào)道誤將試射的導(dǎo)彈稱作舞水端,后來朝鮮宣布是北極星二型。
這是一個(gè)物理題,上過半年物理課的中學(xué)生就可能做出這道題,不妨讓你的小朋友試著做一下。尤其是那些愿意走出應(yīng)試教育局限的同學(xué),應(yīng)該試一下。
做題的第一步是搜集數(shù)據(jù)?,F(xiàn)在應(yīng)試教育中,數(shù)據(jù)都是題目中給出來的;實(shí)際工作中,所需數(shù)據(jù)要自己去找。找到數(shù)據(jù)的同學(xué),先得30分。
有了數(shù)據(jù),這個(gè)題目變成這樣:
朝鮮2月12日試射了北極星二型導(dǎo)彈。試射導(dǎo)彈軌道最高高度為500公里,導(dǎo)彈飛行500公里后落入海中。問:該導(dǎo)彈的(最大)射程是多少?
第二步,通過簡化,建立模型。應(yīng)試教育中,出題者往往會明確給出簡化條件;實(shí)際工作中,簡化條件,建立模型需要自己做。完成這一步的同學(xué),再得30分。
有了模型,這個(gè)題目變成這樣:
問題:朝鮮2月12日試射了北極星二型導(dǎo)彈。試射導(dǎo)彈軌道最高高度為500公里,導(dǎo)彈飛行500公里后落入海中。忽略大氣阻力,忽略地球的曲率。問:該導(dǎo)彈的(最大)射程是多少?
為什么地球曲率能夠忽略呢?這是因?yàn)榈厍虺嗟乐荛L為4萬公里(所謂“坐地日行八萬里”),幾百公里彎曲不大。為什么可以忽略大氣阻力呢?這是因?yàn)橹辉趯?dǎo)彈飛行速度較小的初始和再入階段,大氣阻力才比較明顯,導(dǎo)彈飛行較快的階段,空氣就稀薄了。在上述兩個(gè)簡化假定下,我們可以將導(dǎo)彈飛行過程看作是理想的拋物運(yùn)動。
為了求出導(dǎo)彈的最大射程,需要求出導(dǎo)彈燃料用完的時(shí)候的速度,這個(gè)速度叫做導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)的關(guān)機(jī)速度,在拋物運(yùn)動中就是初始速度。這樣,題目可以變成這樣:
問題:朝鮮2月12日試射了北極星二型導(dǎo)彈。試射導(dǎo)彈軌道最高高度為500公里,導(dǎo)彈飛行500公里后落入海中。忽略大氣阻力,忽略地球的曲率。求導(dǎo)彈燃料耗盡時(shí)發(fā)動機(jī)的關(guān)機(jī)速度,并求出該導(dǎo)彈的(最大)射程是多少?
根據(jù)導(dǎo)彈軌道的最高高度為500公里,根據(jù)拋物運(yùn)動規(guī)律,可以求出,導(dǎo)彈飛行時(shí)間為:632秒。進(jìn)一步可以求出關(guān)機(jī)點(diǎn)總速度大約為3300米/秒,豎直向上分量為3200米/秒,水平分量為800米/秒。做出這一步再得20分。
下面題目變得更加簡單。
問題:朝鮮2月12日試射了北極星二型導(dǎo)彈。試射導(dǎo)彈軌道最高高度為500公里,導(dǎo)彈飛行500公里后落入海中。忽略大氣阻力,忽略地球的曲率??梢郧蟪鰧?dǎo)彈燃料耗盡時(shí)發(fā)動機(jī)的關(guān)機(jī)速度為:3300米/秒。問:該導(dǎo)彈的(最大)射程是多少?
如果導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)關(guān)機(jī)的時(shí)候,導(dǎo)彈飛行仰角為45度,根據(jù)總關(guān)機(jī)速度,可以求出最大射程為1100千米。
好了,做出這一步,再得20分??偡?00分。上面四個(gè)題目實(shí)際上是一個(gè)題目,難易程度不同。做出這個(gè)題目,我們推測朝鮮北極星二型導(dǎo)彈的(最大)射程略超過一千公里。





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