为了实验“神舟六号”飞船安全着陆,在飞船距离地面约1m时(即将着陆前的瞬间),安装在返回舱底部的四台发动机同时点火工作,使返回舱的速度由8m/s降至2m/s.设返回舱质量为3.5

◎ 题目

为了实验“神舟六号”飞船安全着陆,在飞船距离地面约1m时(即将着陆前的瞬间),安装在返回舱底部的四台发动机同时点火工作,使返回舱的速度由8m/s降至2m/s.设返回舱质量为3.5×103kg,减速时间为0.2s.设上述减速过程为匀变速直线运动,试回答和计算下列问题:(g取10m/s2
(1)在返回舱减速下降过程中,航天员处于超重还是失重状态?计算在减速时间内,航天员承受的载荷值(即航天员所受的支持力与自身重力的比值);
(2)计算在减速过程中,返回舱受到四台发动机推力的大小.

◎ 答案


(1)因为航天员和返回舱一起做向下的减速运动,加速度方向向上,故此时航天员处于超重状态
已知,在减速前返回舱的速度v1=8m/s,减速后返回舱的速度v2=2m/s,减速时间t=0.2s
所以返回舱减速时的加速度a=
v2-v1
t
=-30m/s2
负号表示方向与初速度方向相反,即向上.
对航天员进行受力分析,航天员受到座椅向上的支持力N和向下的重力mg,合力使航天员产生加速度,所以根据牛顿第二定律有:
N-mg=ma
所以N=m(g+a)
所以航天员的载荷值:
N
mg
=
g+a
g
=4

(2)设返回舱受到的推力为F,由(1)问可知返回舱在发动机点火后的加速度a=30m/s2,方向向上
根据牛顿第二定律有:F-Mg=Ma
∴F=M(g+a)=3.5×103×10×(10+30)N=1.4×105N
答:(1)航天员处于超得状态,航天员承受的载荷值为:4;
(2)返回舱4台发动机的推力为1.4×105N

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“为了实验“神舟六号”飞船安全着陆,在飞船距离地面约1m时(即将着陆前的瞬间),安装在返回舱底部的四台发动机同时点火工作,使返回舱的速度由8m/s降至2m/s.设返回舱质量为3.5…”主要考查了你对  【人造地球卫星】,【万有引力定律的其他应用】,【动量定理】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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