神州六號飛船返回艙返回時,推進器制動發(fā)動機點火,使飛船由運行軌道進入返回軌道,隨后推進器和返回艙分離.穿越“黑障區(qū)”一段時間后,打開減速傘減速,然后打開主傘進一步減速,為簡化返回艙穿過“黑障區(qū)”后的減速過程,從某時刻起開始計時,返回艙的v-t圖象如圖,圖中AE是曲線在A點的切線,切線交橫軸于一點E,其坐標為(8,0),CD是AB的漸近線.返回艙總質(zhì)量是M=400kg,g=10m/s2.試問:
(1)返回艙在這一階段作什么運動?
(2)設(shè)在初始時刻VA=120m/s,此時它的加速度是多大?
(3)推導(dǎo)出返回艙在最后階段的空氣阻力系數(shù)k的表達式并計算其值.
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(1)由速度-時間圖象的斜率等于加速度,則知返回艙在這一階段先作加速度逐漸減小的減速運動,后作勻速運動.
(2)當返回艙的速度為120m/s時,加速度大小等于該時刻V-t圖象切線斜率的絕對值.
由圖可以看出 a=
120
8
m/s2=15m/s2

(3)當返回艙接近勻速運動時,空氣阻力和重力平衡,則有:kV2=mg
得 k=
mg
V2
=
4000
16
=250Ns2/m2
=250kg/m
答:
(1)返回艙在這一階段作先作加速度逐漸減小的減速運動,后作勻速運動.
(2)設(shè)在初始時刻VA=120m/s,此時它的加速度是15m/s2
(3)返回艙在最后階段的空氣阻力系數(shù)k的表達式為k=
mg
V2
,其值為250kg/m.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

令世人關(guān)注的“神州”六號宇宙飛船返回艙,在費俊龍、聶海勝兩位宇航員的精心努力下,于2005年10月17日,按預(yù)定計劃完成了各項科學考察和實驗后,安全降落在內(nèi)蒙古的中部草原.飛船在返回時,先要進行姿態(tài)調(diào)整,使與留軌艙分離的返回艙以近8km/s的速度進入大氣層.當返回艙距地面30km時,返回艙上的回收發(fā)動機啟動,相繼完成拉出天線、拋掉底蓋等動作.當飛船的返回艙距地面20km以下的高度后,速度減為200m/s而勻速下降,在此過程中返回艙所受的空氣阻力為f=ρv2 s/2,式中ρ為大氣的密度,v是返回艙的運動速度,s是與形狀特征有關(guān)的阻力面積.當返回艙距地面高度為10km時,打開面積為1200m2的降落傘,直到速度達到8.0m/s后開始勻速下落.為了實現(xiàn)軟著陸(即返回艙著陸時的速度為零),當返回艙離地面1.2m時反沖發(fā)動機點火,使返回艙落地時的速度減為零,返回艙此時的質(zhì)量為2.7×103kg,取g=10m/s2
(1)請用相應(yīng)的字母表達出返回艙在速度為200m/s時的質(zhì)量.
(2)請分析從打開降落傘后到反沖發(fā)動機點火前,返回艙的加速度和速度的變化情況.
(3)試求反沖發(fā)動機的平均反推力大小以及反沖發(fā)動機對返回艙所作的功(忽略反沖發(fā)動機工作時返回艙的質(zhì)量損失).

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?東莞一模)神州六號飛船返回艙返回時,推進器制動發(fā)動機點火,使飛船由運行軌道進入返回軌道,隨后推進器和返回艙分離.穿越“黑障區(qū)”一段時間后,打開減速傘減速,然后打開主傘進一步減速,為簡化返回艙穿過“黑障區(qū)”后的減速過程,從某時刻起開始計時,返回艙的v-t圖象如圖,圖中AE是曲線在A點的切線,切線交橫軸于一點E,其坐標為(8,0),CD是AB的漸近線.返回艙總質(zhì)量是M=400kg,g=10m/s2.試問:
(1)返回艙在這一階段作什么運動?
(2)設(shè)在初始時刻VA=120m/s,此時它的加速度是多大?
(3)推導(dǎo)出返回艙在最后階段的空氣阻力系數(shù)k的表達式并計算其值.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

神州六號飛船返回艙返回時,推進器制動發(fā)動機點火,使飛船由運行軌道進入返回軌道,隨后推進器和返回艙分離.穿越“黑障區(qū)”一段時間后,打開減速傘減速,然后打開主傘進一步減速,為簡化返回艙穿過“黑障區(qū)”后的減速過程,從某時刻起開始計時,返回艙的v-t圖象如圖,圖中AE是曲線在A點的切線,切線交橫軸于一點E,其坐標為(8,0),CD是AB的漸近線.返回艙總質(zhì)量是M=400kg,g=10m/s2.試問:
(1)返回艙在這一階段作什么運動?
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(3)推導(dǎo)出返回艙在最后階段的空氣阻力系數(shù)k的表達式并計算其值.

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科目:高中物理 來源:2008年廣東省東莞市高考物理一模試卷(解析版) 題型:解答題

神州六號飛船返回艙返回時,推進器制動發(fā)動機點火,使飛船由運行軌道進入返回軌道,隨后推進器和返回艙分離.穿越“黑障區(qū)”一段時間后,打開減速傘減速,然后打開主傘進一步減速,為簡化返回艙穿過“黑障區(qū)”后的減速過程,從某時刻起開始計時,返回艙的v-t圖象如圖,圖中AE是曲線在A點的切線,切線交橫軸于一點E,其坐標為(8,0),CD是AB的漸近線.返回艙總質(zhì)量是M=400kg,g=10m/s2.試問:
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(3)推導(dǎo)出返回艙在最后階段的空氣阻力系數(shù)k的表達式并計算其值.

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