Question

19．2011年11月3日及11月14日，“神舟”八號飛船于2011年9月29日發(fā)射的天宮一號進行了兩次無人交會對接，完成對接任務(wù)后，11月17日19：32，“神舟”八號飛船返回艙在內(nèi)蒙古四子王旗安全著路，中國首次進行無人交會對接獲得圓滿成功，我國航天事業(yè)取得了又一舉世矚目的成就，試回答下列問題：
“神舟”八號飛船返回艙降到距地面10km時，回收著陸系統(tǒng)啟動工作，設(shè)經(jīng)過一段時間后，在臨近地面時降落傘使返回艙已5.0m/s的速度勻速豎直下降，在距地面1.0m時，返回艙的四個相同的反推火箭發(fā)動機同時點火工作，使返回艙以不大于1m/s的速度接近地面，實現(xiàn)軟著陸，若返回艙的質(zhì)量約為2.0噸，求每個反推火箭發(fā)動機產(chǎn)生的推力至少是多大？（g取10m/s²）

Answer 1

分析 根據(jù)勻變速直線運動的速度位移公式求出勻減速直線運動的加速度大小，根據(jù)牛頓第二定律求出反推火箭發(fā)動機產(chǎn)生的推力大�。�

解答 解：反推火箭發(fā)動機同時點火工作，設(shè)返回艙做勻減速運動，返回艙的加速度為a，
初速度為v₀=7.0m/s，末速度為v=3.0m/s，位移為S=1.0m，
由速度-位移關(guān)系式得：$a=\frac{{v}^{2}-{v}_{0}^{2}}{2s}=\frac{{1}^{2}-{5}^{2}}{2×1}=12m/{s}^{2}$
設(shè)一個反推火箭發(fā)動機產(chǎn)生的推力大小為F，由牛頓第二定律得：
4F-mg=ma
代入數(shù)據(jù)解得：F=2.0×10⁴N（或2.025×10⁴N）                        
答：一個反推火箭發(fā)動機產(chǎn)生的推力至少為2×10⁴N．

點評 本題考查了牛頓第二定律和運動學公式的綜合運用，知道加速度是聯(lián)系力學和運動學的橋梁．