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据央视报道,2023年世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站较量,女子单人十米台焦点对夫,全红婵一路领先,比赛中五个动作拿到四个单轮第一,207C更是拿到满分99分,最终以458.20分力压陈苹汐夺冠,成为本站比赛双冠王。
最令网友惊叹的是她掌握的“水花消失术”,被调侃“物理学在中国跳水队上不适用”。一般情况下,运动员入水的速度越快,溅起的水花越高,水花大小还与运动员身体体积大小、运动员与水面的接触面积成正比。那么问题来了,跳水运动员是如何减少与水面接触面积。实现水花最小化的呢?这与跳水的姿势有直接关联。
首先,这是固体与液体碰撞的问题,涉及流体力学的知识。当楔形物体入水时,水受到压力的方向是垂直接触面向下,由于水不可压缩,受压的水体会向阻力最小的方向运动,即楔形物体与水接触的斜面方向,受到撞击的水体会跃出水面,出现水花。而方形物体与水面碰撞时,受到撞击的水体主要进行横向运动,在四周的水压力下,无法跃出水面。入水时,运动员会一只手手掌放平,另一只手抓住手背、这样能保持身体稳定的同时,减少身体与水接触的面积。双手合十虽然会减少手掌与水面的接触,但是会使手臂弯曲,增大整个身体的入水面积,使身体躯干不稳,后缘动作发飘,受压的水会跃出水面。一个合格的压水花动作,包含以下要点:
1.由于跳水重力是身体体重的3-5倍,跳水时双腿一定要夹紧。在入水的过程中,躯干要绷紧绷直,身上的每一块肌肉都要发力,如果没有绷紧,入水时所受到的冲击,会推动身体部位发生偏离,产生较大的水花。
2.即使在空中旋转跳跃,闭着眼做了N个高难度翻转,也要找准时机。打开身体增加转动惯量,及时刹住旋转,收紧臀部,绷直双腿,让身体跟水面呈90度角。
3.入水时,手臂需耍夹紧头部并靠近耳朵,手臂必须要在正中间,靠前或靠后入水,躯干的稳定性降低,在入水时,水压会让身体变成拱型。需要强调的一点,零水花标准不是一点水花都没有,而是水花很小,很快就能消散。
回答下列问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/5/ad995c0b-4b33-4460-9549-93535a7fb860.png?resizew=200)
(1)下列哪个做法会减少入水时溅出水花的大小_____ ;
A、水时全身肌肉放松
B.入水时身体保持竖直
C.两臂张开呈水平状态
D.增大入水时的速度
(2)楔形物体和方形物体入水时,由于对水的压力方向不同,会造成水的运动方向不同,根据短文内容分析,平掌入水溅起的水花要_______ (选填“大于”、“小于”或“等于”)双手合十入水的水花;
(3)图2是跳水运动员从踏上跳板到入水前的动作连拍镜头,请回答下列不同阶的物理问题。
①图A中,运动员在水平跳板上向前行走,后脚受到的摩擦力方向是_________ (选填“水平向前”或“水平向后”);
②图B中,弯曲的跳板把运动员向上弹起,跳板的弹性势能转化为运动员的_____ 能和 ________ 能;
③图D中,运动员受到的重力方向是_________ ;
④C-D-H的过程中,运动员动能和势能变化情况正确的是_____ 。
A.重力势能一直增大
B.动能一直增大
C.动能先增大后减小
D.重力势能先增大后减小
水花“消失”术
据央视报道,2023年世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站较量,女子单人十米台焦点对夫,全红婵一路领先,比赛中五个动作拿到四个单轮第一,207C更是拿到满分99分,最终以458.20分力压陈苹汐夺冠,成为本站比赛双冠王。
最令网友惊叹的是她掌握的“水花消失术”,被调侃“物理学在中国跳水队上不适用”。一般情况下,运动员入水的速度越快,溅起的水花越高,水花大小还与运动员身体体积大小、运动员与水面的接触面积成正比。那么问题来了,跳水运动员是如何减少与水面接触面积。实现水花最小化的呢?这与跳水的姿势有直接关联。
首先,这是固体与液体碰撞的问题,涉及流体力学的知识。当楔形物体入水时,水受到压力的方向是垂直接触面向下,由于水不可压缩,受压的水体会向阻力最小的方向运动,即楔形物体与水接触的斜面方向,受到撞击的水体会跃出水面,出现水花。而方形物体与水面碰撞时,受到撞击的水体主要进行横向运动,在四周的水压力下,无法跃出水面。入水时,运动员会一只手手掌放平,另一只手抓住手背、这样能保持身体稳定的同时,减少身体与水接触的面积。双手合十虽然会减少手掌与水面的接触,但是会使手臂弯曲,增大整个身体的入水面积,使身体躯干不稳,后缘动作发飘,受压的水会跃出水面。一个合格的压水花动作,包含以下要点:
1.由于跳水重力是身体体重的3-5倍,跳水时双腿一定要夹紧。在入水的过程中,躯干要绷紧绷直,身上的每一块肌肉都要发力,如果没有绷紧,入水时所受到的冲击,会推动身体部位发生偏离,产生较大的水花。
2.即使在空中旋转跳跃,闭着眼做了N个高难度翻转,也要找准时机。打开身体增加转动惯量,及时刹住旋转,收紧臀部,绷直双腿,让身体跟水面呈90度角。
3.入水时,手臂需耍夹紧头部并靠近耳朵,手臂必须要在正中间,靠前或靠后入水,躯干的稳定性降低,在入水时,水压会让身体变成拱型。需要强调的一点,零水花标准不是一点水花都没有,而是水花很小,很快就能消散。
回答下列问题。
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(1)下列哪个做法会减少入水时溅出水花的大小
A、水时全身肌肉放松
B.入水时身体保持竖直
C.两臂张开呈水平状态
D.增大入水时的速度
(2)楔形物体和方形物体入水时,由于对水的压力方向不同,会造成水的运动方向不同,根据短文内容分析,平掌入水溅起的水花要
(3)图2是跳水运动员从踏上跳板到入水前的动作连拍镜头,请回答下列不同阶的物理问题。
①图A中,运动员在水平跳板上向前行走,后脚受到的摩擦力方向是
②图B中,弯曲的跳板把运动员向上弹起,跳板的弹性势能转化为运动员的
③图D中,运动员受到的重力方向是
④C-D-H的过程中,运动员动能和势能变化情况正确的是
A.重力势能一直增大
B.动能一直增大
C.动能先增大后减小
D.重力势能先增大后减小
更新时间:2024-01-11 23:19:13
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【推荐1】阅读短文,回答问题:
神舟十六号载人飞船入轨后,将采用自主快速交会对接模式对接于天和核心舱径向端口,形成三舱三船组合体,在轨驻留期间,神舟十六号航天员乘组将迎来神舟十七号载人飞船的来访对接。__________ 的推力,根据__________ 的原理,所以火箭会受到燃气对它产生的一个推力;
(2)神舟十六号载人飞行任务航天员乘组将来也会进行“天宫课堂”开讲,面向广大青少年进行太空授课。如果在空间站内做以下物理实验,你觉得无法完成的是________ ;
A.
用弹簧测力计测量拉力
B.
与头发摩擦后的直尺吸引碎纸屑
C.
剪断细线后观察到乒乓球在水中上浮
D.
用吸管喝瓶子中的饮料
(3)“神舟十六”号飞船发射成功,中国人的“登月梦”指日可待。已知月球上的物体被月球吸引也受到“重力”作用,月球上物体的“重力”与其质量是否成正比呢?假如你是一名航天员,驾驶飞船到达月球,请对此问题进行探究:
①要完成实验,除需要若干个质量均为50g的钩码外,还需要的测量器材是__________ ;
②测量结束后,你如何根据实验数据判断物体受到的“重力”与质量是否成正比?请说出一种方法:__________ 。
(4)如图为实验室的一种弹簧秤。把物体挂在弹簧秤上处于静止时,从左边刻度(单位为牛顿)可以测出物体重力的大小,从右边刻度(单位为克)可以测出物体在地球上的质量近似值,你把该弹簧秤拿到月球上使用(已知同一物体在月球上的重力是地球上的六分之一),下列刻度的重新标法正确的是________ 。
神舟十六号
北京时间2023年5月30日9时31分,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员领命出征,约10分钟后,神舟十六号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,航天员乘组状态良好,发射取得圆满成功。神舟十六号载人飞船入轨后,将采用自主快速交会对接模式对接于天和核心舱径向端口,形成三舱三船组合体,在轨驻留期间,神舟十六号航天员乘组将迎来神舟十七号载人飞船的来访对接。
(2)神舟十六号载人飞行任务航天员乘组将来也会进行“天宫课堂”开讲,面向广大青少年进行太空授课。如果在空间站内做以下物理实验,你觉得无法完成的是
A.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/13/c55d554f-925d-4b99-b4cb-15ab8752cc22.png?resizew=52)
B.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/13/71d53b9d-bd2c-4713-9de4-80d9af765f46.png?resizew=87)
C.
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D.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/13/a690538c-9c82-487f-876a-786d40ab47f4.png?resizew=72)
(3)“神舟十六”号飞船发射成功,中国人的“登月梦”指日可待。已知月球上的物体被月球吸引也受到“重力”作用,月球上物体的“重力”与其质量是否成正比呢?假如你是一名航天员,驾驶飞船到达月球,请对此问题进行探究:
①要完成实验,除需要若干个质量均为50g的钩码外,还需要的测量器材是
②测量结束后,你如何根据实验数据判断物体受到的“重力”与质量是否成正比?请说出一种方法:
(4)如图为实验室的一种弹簧秤。把物体挂在弹簧秤上处于静止时,从左边刻度(单位为牛顿)可以测出物体重力的大小,从右边刻度(单位为克)可以测出物体在地球上的质量近似值,你把该弹簧秤拿到月球上使用(已知同一物体在月球上的重力是地球上的六分之一),下列刻度的重新标法正确的是
选项 | 左边刻度线 | 左边刻度线 对应的数值为 | 右边刻度线 | 右边刻度线 对应的数值为 |
A | 不变 | 原值不变 | 不变 | 原值的六分之一 |
B | 不变 | 原值的六倍 | 不变 | 原值不变 |
C | 不变 | 原值不变 | 不变 | 原值的六倍 |
D | 不变 | 原值的六分之一 | 不变 | 原值不变 |
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【推荐2】阅读短文,回答问题
中国“辽宁号”航母护卫舰下水成功、新型固定舰载机在“辽宁号”航母训练平台上的着落、起飞试验成功,标志着我国在航母研制中取得了重大突破。护卫舰及舰载机有关参数如下表所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/14/2764146933522432/2766976008077312/STEM/5bc67a9c-23d8-4d78-942e-59ac940139f8.png)
(1)机翼的横截面设计成图乙所示的形状,是利用流体流速越快,压强越小的原理,使舰载机产生向______ 的升力。
(2)下列有关航母、舰载机的说法正确的是( )
A.舰载机静止在航母甲板时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,可知舰载机所受推力的施力物体是发动机
C.舰载机在航空母舰上顺风起飞,更有利于飞机升空
D.舰载机降落后,飞机由于惯性作用仍会向前滑行一段距离
(3)5架歼15舰载机从航母起飞后,舰底所受海水的压强将______ (选填“变大”“变小”或“不变”),航母所受的浮力变化了_________ N,舰母排开海水的体积将减小______
(ρ海水取1.03×
kg/
,g取10 N/kg)。
中国“辽宁号”航母护卫舰下水成功、新型固定舰载机在“辽宁号”航母训练平台上的着落、起飞试验成功,标志着我国在航母研制中取得了重大突破。护卫舰及舰载机有关参数如下表所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/7/14/2764146933522432/2766976008077312/STEM/5bc67a9c-23d8-4d78-942e-59ac940139f8.png)
满载排水量/t | 最大舰长/m | 最大舰宽/m | 总功率/kW | 最高航速km/h | 歼-15舰载机的质量/t | 最大舰载机数量/架 |
67 200 | 304 | 70.5 | 1.5×10 | 54 | 22.66 | 30 |
(1)机翼的横截面设计成图乙所示的形状,是利用流体流速越快,压强越小的原理,使舰载机产生向
(2)下列有关航母、舰载机的说法正确的是
A.舰载机静止在航母甲板时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B.舰载机起飞时,发动机往后喷出烈焰,可知舰载机所受推力的施力物体是发动机
C.舰载机在航空母舰上顺风起飞,更有利于飞机升空
D.舰载机降落后,飞机由于惯性作用仍会向前滑行一段距离
(3)5架歼15舰载机从航母起飞后,舰底所受海水的压强将
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【推荐3】阅读材料,回答问题。
(1)地球的吸引力比月球大6倍,即在月球上重1N的物体,在地球上重为6N,返回器带回的2kg月壤在地球上的质量为___________ kg;
(2)返回器从正式踏上回家之旅返回地球,最少需要时间___________ s;
(3)返回器披上 "防热服 ",所使用的材料是___________ (选填“导热性好、导电性好、绝热性好”)
(4)返回器进入大气层时的“打水漂”,说明力可以物体的___________ ;
(5)返回器进入大气层时温度升高,这是以___________ 改变物体的内能。
(6)返回器进入大气层正式返回地球,在打开降落伞匀速下降,它的机械能___________ 。
嫦娥五号回家了
2020年12 月 6 日凌晨,嫦娥五号上升器与轨道器和返回器组合,完成月壤样品的 “收件 ”工作。自此,嫦娥五号正式踏上回家之旅,遥遥 38 万公里。此次返回器进入大气层的速度接近第二宇宙速度,带着从月球上钻采的2kg月壤,以11.2km/s的速度飞行。以这样的速度返回地球,如果不能踩上一脚急刹车,返回器会在大气层中烧蚀殆尽。为了让嫦娥五号平安回家,科学家们想了一个办法,让它玩起 "打水漂 "。具体来说,嫦娥五号的返回器会先高速进入大气层,随后借助大气层提供的升力 "跳 "起来,再以第一宇宙速度重新进入大气层返回地面,就像是 "打水漂 "一样。因为返回器表面温度最高可达 2000 oC,且返回器披上 "防热服 "。这种"防热服 "采用蜂窝结构防热层,里面填充了新型耐烧蚀材料。在气动加热导致温度升高时,这种新型材料能让返回器与热流有效隔绝。(1)地球的吸引力比月球大6倍,即在月球上重1N的物体,在地球上重为6N,返回器带回的2kg月壤在地球上的质量为
(2)返回器从正式踏上回家之旅返回地球,最少需要时间
(3)返回器披上 "防热服 ",所使用的材料是
(4)返回器进入大气层时的“打水漂”,说明力可以物体的
(5)返回器进入大气层时温度升高,这是以
(6)返回器进入大气层正式返回地球,在打开降落伞匀速下降,它的机械能
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【推荐1】阅读下列短文,回答问题
2021年4月29日,搭载中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火升空。长征五号B遥二运载火箭是新一代运载火箭,它使用的是冷藏液氢、液氧低温燃料。火箭总长53.7米,起飞质量837.5吨,近地轨道运载能力大于22吨。运载火箭将天和核心舱送入预定轨道后,末级火箭与核心舱分离,末级火箭再入大气层,与大气剧烈摩擦使火箭绝大部分烧蚀销毁。
天和核心舱使用的是目前世界上最先进的砷化钾太阳能电池翼,它的光电转换效率高达50%以上,而传统的晶硅电池只有20%左右。天和号核心舱目前翼展长是13m,未来将发射升空的“问天”号和“梦天”号两个实验舱的太阳翼单侧翼展将达到30m,到那时,“天宫”号空间站的供电能力将达到100kW。
2021年6月17日神舟十二号载人飞船发射成功,与天和核心舱完成自主快速交会对接,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进入天和核心舱。三个月后的9月17日,三人成功返回地面。
2021年10月16日,神舟十三号载人飞船与空间站完成自主快速交会对接,航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱,中国空间站开启有人长期驻留时代。
(1)火箭在加速上升过程中机械能________ (选填“减小”、“增大”或“不变”),这个能量是由燃料的________ 能先转化为内能,再转化而来的。
(2)天和核心舱沿椭圆轨道从近地点到远地点的过程中,它的动能________ ,重力势能________ (选填“减小”、“增大”或“不变”)。
(3)“点火”发射时,使“长五”火箭起飞需要的最小推力大小为________ N。(取g为10N/kg)
(4)建成后的“天宫”号空间站,太阳能电池接收太阳能的最大功率为________ kW。
2021年4月29日,搭载中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火升空。长征五号B遥二运载火箭是新一代运载火箭,它使用的是冷藏液氢、液氧低温燃料。火箭总长53.7米,起飞质量837.5吨,近地轨道运载能力大于22吨。运载火箭将天和核心舱送入预定轨道后,末级火箭与核心舱分离,末级火箭再入大气层,与大气剧烈摩擦使火箭绝大部分烧蚀销毁。
天和核心舱使用的是目前世界上最先进的砷化钾太阳能电池翼,它的光电转换效率高达50%以上,而传统的晶硅电池只有20%左右。天和号核心舱目前翼展长是13m,未来将发射升空的“问天”号和“梦天”号两个实验舱的太阳翼单侧翼展将达到30m,到那时,“天宫”号空间站的供电能力将达到100kW。
2021年6月17日神舟十二号载人飞船发射成功,与天和核心舱完成自主快速交会对接,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进入天和核心舱。三个月后的9月17日,三人成功返回地面。
2021年10月16日,神舟十三号载人飞船与空间站完成自主快速交会对接,航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱,中国空间站开启有人长期驻留时代。
(1)火箭在加速上升过程中机械能
(2)天和核心舱沿椭圆轨道从近地点到远地点的过程中,它的动能
(3)“点火”发射时,使“长五”火箭起飞需要的最小推力大小为
(4)建成后的“天宫”号空间站,太阳能电池接收太阳能的最大功率为
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【推荐2】请你阅读下面的短文,回答问题:
中国梦,我的梦!中国进入通信新时代!2016年8月16日1时40分,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空,如图甲所示,为了保护发射塔,在塔下有甲个充满水的水池,火箭发射时可以看见冒出大量的“白烟”。
“墨子号”卫星是我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。量子科学实验卫星作为以量子力学基本原理为基础的全新通信技术,量子通信被视为可以解决人们的担忧、无条件保障通信安全的最有效方式。“墨子号”卫星与地球同步卫星运行轨迹相似(如图乙所示),但比一般卫星运行的轨道较低,且绕地球运转快于地球自转。
“墨子号”名字的来历:墨子最早提出光线沿直线传播,设计了小孔成像实验,奠定了光通信、量子通信的基础。以中国古代伟大科学家的名字命名量子卫星,将提升我们的文化自信。
(1)“墨子号”卫星在轨道上运行过程中,以地球为参照物,“墨子号”是______ (选填“运动”或“静止”)的。墨子设计的小孔成像实验中所成的像是______ (选填“正立的实像”、“正立的虚像”、“倒立的实像”或“倒立的虚像”);
(2)如图乙所示,“墨子号”卫星从近地点向远地点运行过程中,______ 转化为______ ,整个运行过程中机械能的总量______ (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(3)塔下充满水的水池对发射塔起到保护作用:高温高压的热气喷到水池的水中,水发生______ (填写物态变化名称)并______ 热量。
中国梦,我的梦!中国进入通信新时代!2016年8月16日1时40分,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空,如图甲所示,为了保护发射塔,在塔下有甲个充满水的水池,火箭发射时可以看见冒出大量的“白烟”。
“墨子号”卫星是我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。量子科学实验卫星作为以量子力学基本原理为基础的全新通信技术,量子通信被视为可以解决人们的担忧、无条件保障通信安全的最有效方式。“墨子号”卫星与地球同步卫星运行轨迹相似(如图乙所示),但比一般卫星运行的轨道较低,且绕地球运转快于地球自转。
“墨子号”名字的来历:墨子最早提出光线沿直线传播,设计了小孔成像实验,奠定了光通信、量子通信的基础。以中国古代伟大科学家的名字命名量子卫星,将提升我们的文化自信。
(1)“墨子号”卫星在轨道上运行过程中,以地球为参照物,“墨子号”是
(2)如图乙所示,“墨子号”卫星从近地点向远地点运行过程中,
(3)塔下充满水的水池对发射塔起到保护作用:高温高压的热气喷到水池的水中,水发生
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【推荐3】阅读短文,回答问题。
近月制动是嫦娥六号探测器在飞行过程中的一次关键轨道控制。嫦娥六号探测器飞临月球附近时,实施“刹车”制动,使其相对速度低于月球逃逸速度,从而被月球引力捕获,实现绕月飞行。后续,在鹊桥二号中继星的支持下,嫦娥六号探测器将调整环月轨道高度和倾角,择机实施轨道器返回器组合体与着陆器上升器组合体分离。之后,着陆器上升器组合体实施月球背面南极—艾特肯盆地软着陆,按计划开展月球背面采样返回任务。_________ (选填“变大”“变小”或“不变”)。探测器绕月飞行过程中一次关键轨道控制是_________ ;
(2)嫦娥六号探测器绕月飞行时_________ (选填“受平衡力”“受非平衡力”或“不受力”),在飞临月球附近时要被月球引力捕获需要满足的速度条件是_________ ;
(3)此次嫦娥六号探测器首次实施月球背面采土,在着陆月球表面时,探测器要向月球表面喷火以取得制动效果,其利用到的物理原理是_________ 。
嫦娥六号
2024年5月3日17时27分,嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射(如图所示)。5月8日,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,嫦娥六号探测器成功实施近月制动,顺利进入环月轨道飞行。近月制动是嫦娥六号探测器在飞行过程中的一次关键轨道控制。嫦娥六号探测器飞临月球附近时,实施“刹车”制动,使其相对速度低于月球逃逸速度,从而被月球引力捕获,实现绕月飞行。后续,在鹊桥二号中继星的支持下,嫦娥六号探测器将调整环月轨道高度和倾角,择机实施轨道器返回器组合体与着陆器上升器组合体分离。之后,着陆器上升器组合体实施月球背面南极—艾特肯盆地软着陆,按计划开展月球背面采样返回任务。
(2)嫦娥六号探测器绕月飞行时
(3)此次嫦娥六号探测器首次实施月球背面采土,在着陆月球表面时,探测器要向月球表面喷火以取得制动效果,其利用到的物理原理是
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