14．2012年6月16日，我國第一位女航天員劉洋，隨“神舟九號”飛船成功發(fā)射升空，并于6月29日安全返回，實(shí)現(xiàn)了國人“嫦娥飛天”的千年夢想．“神舟九號”載人飛船回收階段完成的最后一個動作是斷開主傘纜繩，啟動反推發(fā)動機(jī)工作，此時返回艙的速度豎直向下，大小約為7m/s，距地面的高度約為1m，落地前一瞬間的速度約為1m/s，空氣阻力及因反推火箭工作造成的質(zhì)量改變均不計（g取10m/s2），求：
（1）反推發(fā)動機(jī)工作后，返回艙落地前的加速度大小是多少？
（2）航天員所承受的支持力是重力的多少倍？
（3）假設(shè)返回艙與航天員的總質(zhì)量為3t，求反推火箭對返回艙的平均推力多大？

分析 （1）根據(jù)速度位移關(guān)系公式求解返回艙落地前的加速度大�。�
（2）航天員受重力和支持力，根據(jù)牛頓第二定律求解支持力是實(shí)際重力的多少倍；
（3）對返回艙和航天員整體運(yùn)用牛頓第二定律列式求解．

解答 解：（1）根據(jù)速度位移關(guān)系公式，有：${v}^{2}-{v}_{0}^{2}=2ax$
解得：a=$\frac{{v}^{2}-{v}_{0}^{2}}{2x}=\frac{{1}^{2}-{7}^{2}}{2×1}=-24m/{s}^{2}$（負(fù)號表示方向向上）
（2）航天員受重力和支持力，根據(jù)牛頓第二定律，有：G-N=m•a
其中：N=nG
解得：N=3.4G
（3）返回艙和航天員受重力和推力，根據(jù)牛頓第二定律，有：G-F=ma
解得：F=m（g-a）=3000×（10+24）=1.02×105N
答：（1）反推發(fā)動機(jī)工作后，返回艙落地前的加速度大小是24m/s2；
（2）航天員所承受的支持力是實(shí)際重力的3.4倍；
（3）假設(shè)返回艙加航天員的總質(zhì)量為3t，反推火箭對返回艙的平均推力為1.02×105N．

點(diǎn)評 本題是已知運(yùn)動情況確定受力情況，關(guān)鍵先根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求解加速度，然后結(jié)合牛頓第二定律確定受力情況．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

7．理論上已經(jīng)證明：電荷均勻分布的球殼在殼內(nèi)的電場強(qiáng)度為零．假設(shè)某星球是一半徑為R、電荷量為Q且電荷分布均勻的球體，靜電力常量為k，則星球表面下h深度處的電場強(qiáng)度的大小為（　�。�
A．$\frac{kQ（R-h）}{{R}^{3}}$B．$\frac{kQ}{（R-h）^{2}}$C．$\frac{kQ}{{R}^{2}}$D．0

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

5．像打點(diǎn)計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運(yùn)動情況的常見計時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置．當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現(xiàn)利用圖乙所示裝置設(shè)計一個“探究物體運(yùn)動的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個光電門（與之連接的兩上光電計時器沒有畫出）．小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2．
（1）用游標(biāo)卡尺測量窄片K的寬度d（已知l＞＞d），光電門1，2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t1、t2．則窄片K通過光電門1的速度表達(dá)式v1=$\fracqfhivr9{{t}_{1}^{\;}}$．
（2）用米尺測量兩光電門間距為l，則小車的加速度表達(dá)式a=$\frac{（{t}_{1}^{2}-{t}_{2}^{2}）quwct7v_{\;}^{2}}{2l（{t}_{1}^{2}+{t}_{2}^{2}）}$．
（3）該實(shí)驗(yàn)中，為了把砂和砂桶拉車的力當(dāng)作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是不掛砂和砂桶，調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至兩個光電門的讀數(shù)相等為止．
（4）實(shí)驗(yàn)中，有位同學(xué)通過測量，把砂和砂桶的重力當(dāng)作小車的合外力F，作出a-F圖線，如圖丙中的實(shí)線所示．試分析：圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是平衡摩擦力時木板傾角太大；曲線上部彎曲的原因沒有滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶的質(zhì)量．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

2．某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意圖如圖，皮帶在電動機(jī)的帶動下保持v=1m/s的恒定速度向右運(yùn)動．現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的郵件輕放在皮帶上，郵件和皮帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5．設(shè)皮帶足夠長，取g=10m/s2，在郵件與皮帶發(fā)生相對滑動過程中，求：
（1）郵件滑動的時間t；
（2）郵件對地的位移大小x；
（3）郵件對皮帶的位移大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．如圖所示，細(xì)線的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為θ的光滑斜面頂端，細(xì)線與斜面平行．斜面置于以加速度a豎直向上做勻加速直線運(yùn)動的電梯中，小球始終靜止在斜面上，則小球受到細(xì)線的拉力T和斜面的支持力FN大小分別為（重力加速度為g）（　�。�
A．T=m（g+a）cosθFN=m（g+a）sinθB．T=m（g+a）sinθFN=m（g+a）cosθ
C．T=m（g-a）cosθFN=m（g-a）sinθD．T=m（g-a）sinθFN=m（g-a）cosθ

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

19．為了探究加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，一端帶有定滑輪的長木板水平放置，長木板上安裝兩個相距為d的光電門；放在長木板上的滑塊通過繞過定滑輪的細(xì)線與力傳感器相連，力傳感器下掛一重物．拉滑塊的細(xì)線拉力的大小F等于力傳感器的示數(shù)．讓滑塊從光電門l處由靜止釋放，運(yùn)動一段時間t后，經(jīng)過光電門2．改變重物質(zhì)量，重復(fù)以上操作，得到下表中5組數(shù)據(jù)．
次數(shù)a/（m•s-2）F/N
11.00.76
22.00.99
33.01.23
44.01.50
55.01.76
（1）依據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖2中畫出a-F圖象；
（2）根據(jù)圖象可得滑塊質(zhì)量M=0.25kg，滑塊和長木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.2（取g=10m/s2）．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

6．如表是“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)”所得到的數(shù)據(jù)．
次數(shù)質(zhì)量m/kg受力F/N加速度a/（m•s-2）
10.50.25
20.50
31.00
41.0
51.5
若利用前三組數(shù)據(jù)探究加速度與受力的關(guān)系，則2、3組數(shù)據(jù)中物體的質(zhì)量分別為0.5kg、0.5kg；若利用后三組數(shù)據(jù)探究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系，則4、5組數(shù)據(jù)中物體所受的力分別為1.00N，1.00N．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

3．如圖所示，質(zhì)量M=1kg、長L=1m的平板小車靜止在光滑水平面上．質(zhì)量m=3kg的物塊（視為質(zhì)點(diǎn)）以初速度v0=3 m/s滑上平板小車，物塊與平板小車之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1．最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g=10m/s2．
（1）求物塊在平板小車上滑行的時間；
（2）若在物塊滑上平板小車的同時，給平板小車施加一個水平向右的恒力F，為了使物塊不離開平板小車，求恒力F應(yīng)滿足的條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

4．小芳同學(xué)設(shè)計了一個探究平拋運(yùn)動特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)，裝置如圖甲所示，在水平桌面上放置一個斜面，每次都讓鋼球從斜面上的同一位置O滾下，滾過桌邊A后鋼球便做平拋運(yùn)動．在鋼球拋出后經(jīng)過的地方水平放置一塊木板B（還有一個用來調(diào)節(jié)木板高度的支架，圖中未畫出），木板上放一張白紙，白紙上有復(fù)寫紙，這樣便能記錄鋼球在白紙上的落點(diǎn)，桌子邊緣鋼球經(jīng)過的地方掛一條鉛垂線．若已知平拋運(yùn)動的豎直分運(yùn)動是自由落體運(yùn)動，要探究水平運(yùn)動的特點(diǎn)．

（1）若第1個落點(diǎn)與拋出點(diǎn)A的高度差為h1，距鉛垂線的水平距離為x1，第2個落點(diǎn)與拋出點(diǎn)的高度差為h2，距鉛垂線的水平距離為x2，且h2=2h1，若平拋運(yùn)動的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，則x2與x1應(yīng)滿足的關(guān)系是x1：x2=1：$\sqrt{2}$．
（2）林玲同學(xué)為了省去水平木板，把實(shí)驗(yàn)方案做了改變，她把桌子搬到了豎直墻C附近，使從水平桌面上滾下的鋼球能打在墻上，把白紙和復(fù)寫紙附在墻上，記錄鋼球的落點(diǎn)，如圖乙所示，改變桌子和墻的距離，就可以得到多組數(shù)據(jù)，若x2=2x1，x3=3x1，平拋運(yùn)動的水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，則h2、h3與h1應(yīng)滿足的關(guān)系分別是h1：h2=1：4、h1：h3=1：9．

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同步練習(xí)冊答案