如图16-1所示,一个连同装备总质量为M=100千克的宇航员,在距离飞船为S=45米与飞船处于相地静止状态。宇航员背着装有质量为m0=0.5千克氧气的贮氧筒,可以将氧气以V=50米/秒
◎ 题目
如图16-1所示,一个连同装备总质量为M=100千克的宇航员, 在距离飞船为S=45米与飞船处于相地静止状态。宇航员背着 装有质量为m0=0.5千克氧气的贮氧筒,可以将氧气以V=50米/秒的喷咀喷出。为了安全返回飞船,必须向返回的相反方向喷出适量的氧,同时保留一部分氧供途中呼吸,且宇航员的耗氧率为 R=2.5×10-4千克/秒。 试计算: 小题1:(1)喷氧量应控制在什么范围? 返回所需的最长和最短时间是多少? 小题2:(2)为了使总耗氧量最低,应一次喷出多少氧? 返回时间又是多少? |
◎ 答案
小题1:允许的最大和最小喷氧量为: mmax=0.45千克,mmin=0.05千克。 返回的最短和最长时间为:tmin==200秒,tmax==1800秒 小题2:返回飞船的总耗氧量可表示为:△M=m+Rt=(MS/vt)+Rt 因为MS/vt与Rt之积为常量,且当两数相等时其和最小,即总耗氧量最低, 据:MS/vt=Rt,所以相应返回时间为:t==600秒 相应的喷氧量应为:m=Rt=0.15千克。 |
◎ 解析
一般飞船沿椭圆轨道运动,不是惯性参照系。但是在一段很短的圆弧上,可以认为飞船作匀速直线运动,是惯性参照系。 小题1:(1)设有质量为m的氧气,以速度v相对喷咀,即宇航员喷出,且宇航员获得相对于飞船为V的速度,据动量守恒定律:mv-MV=0 则宇航员返回飞船所需的时间为:t=S/V=MS/mv 而安全返回的临界条件为:m+Rt=m0,以t=MS/mv代入上式,得:m2v-m0vm+RMS=0,m= 把m0、v、R、M、S代入上式可得允许的最大和最小喷氧量为: mmax=0.45千克,mmin=0.05千克。 返回的最短和最长时间为:tmin==200秒,tmax==1800秒 小题2:(2)返回飞船的总耗氧量可表示为:△M=m+Rt=(MS/vt)+Rt 因为MS/vt与Rt之积为常量,且当两数相等时其和最小,即总耗氧量最低, 据:MS/vt=Rt,所以相应返回时间为:t==600秒 相应的喷氧量应为:m=Rt=0.15千克。 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图16-1所示,一个连同装备总质量为M=100千克的宇航员,在距离飞船为S=45米与飞船处于相地静止状态。宇航员背着装有质量为m0=0.5千克氧气的贮氧筒,可以将氧气以V=50米/秒…”主要考查了你对 【动量守恒定律】 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。- 最新内容
- 相关内容
- 网友推荐
- 图文推荐
上一篇:在光滑的水平桌面上有一长L=2米的木板C,它的两端各有一块档板,C的质量mC=5千克,在C的正中央并排放着两个可视为质点的滑块A和B,质量分别为mA=1千克,mB=4千克。开始时,A
下一篇:如图17-1所示,A、B是静止在水平地面上完全相同的两块长木板.A的左端和B的右端相接触.两板的质量皆为M=2.0kg,长度皆为L=1.0m.C是质量为m=1.0kg的小物块.现给它一初速度v0=2
零零教育社区:论坛热帖子
[高考] 2022 西安电子科技大学《软件工程》大作业答案 (2022-04-25) |
[家长教育] 孩子为什么会和父母感情疏离? (2019-07-14) |
[教师分享] 给远方姐姐的一封信 (2018-11-07) |
[教师分享] 伸缩门 (2018-11-07) |
[教师分享] 回家乡 (2018-11-07) |
[教师分享] 是风味也是人间 (2018-11-07) |
[教师分享] 一句格言的启示 (2018-11-07) |
[教师分享] 无规矩不成方圆 (2018-11-07) |
[教师分享] 第十届全国教育名家论坛有感(二) (2018-11-07) |
[教师分享] 贪玩的小狗 (2018-11-07) |