“神舟”五號飛船完成了預(yù)定的空間科學(xué)和技術(shù)實驗任務(wù)后返回艙開始從太空向地球表面按預(yù)定軌道返回,返回艙開始時通過自身制動發(fā)動機(jī)進(jìn)行調(diào)控減速下降,穿越大氣層后,在一定的高度打開阻力降落傘進(jìn)一步減速下落,這一過程中若返回艙所受空氣摩擦阻力與速度的平方成正比,比例系數(shù)(空氣阻力系數(shù))為k,所受空氣浮力恒定不變,且認(rèn)為豎直降落。從某時刻開始計時,返回艙的運(yùn)動vt圖象如圖中的AD曲線所示,圖中AB是曲線在A點的切線,切線交于橫軸一點

B,其坐標(biāo)為(8,0),CD是曲線AD的漸進(jìn)線,假如返回艙

總質(zhì)量為M=400kg,g=10m/s2,求

(1)返回艙在這一階段是怎樣運(yùn)動的?

(2)在初始時刻v=160m/s,此時它的加速度是多大?

(3)推證空氣阻力系數(shù)k的表達(dá)式并計算其值。

 

(1)從vt圖象可知:物體的速度是減小的,所以做的是減速直線運(yùn)動,而且從AD曲線各點切線的斜率越來越小直到最后為零可知:其加速度大小是越來越小。所以返回艙在這一階段做的是加速度越來越小的減速運(yùn)動。

   (2)因為AB是曲線ADA點的切線,所以其斜率大小就是A點在這一時刻加速度的大小,即a=160/8=20m/s2

   (3)設(shè)返回艙下降過程中所受的空氣浮力恒為f0,最后勻速時的速度為vm,返回艙在t=0時,由牛頓第二定律可知,kv2+f0mg=ma

返回艙下降到速度達(dá)到4m/s時開始做勻速直線運(yùn)動,所以由平衡條件可知,kvm2+f0=mg

聯(lián)立求解,k=ma/(v2vm2)=(400×20)/(1602-42)=0.3

解析:略

 

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

“神舟”五號飛船完成了預(yù)定的空間科學(xué)和技術(shù)實驗任務(wù)后返回艙開始從太空向地球表面按預(yù)定軌道返回,返回艙開始時通過自身制動發(fā)動機(jī)進(jìn)行調(diào)控減速下降,穿越大氣層后,在一定的高度打開阻力降落傘進(jìn)一步減速下落,這一過程中若返回艙所受空氣摩擦阻力與速度的平方成正比,比例系數(shù)(空氣阻力系數(shù))為k,所受空氣浮力恒定不變,且認(rèn)為豎直降落.從某時刻開始計時,返回艙的運(yùn)動v-t圖象如圖中的AD曲線所示,圖中AB是曲線在A點的切線,切線交于橫軸一點B,其坐標(biāo)為(8,0),CD是曲線AD的漸進(jìn)線,假如返回艙總質(zhì)量為M=400kg.
求:(1)返回艙在這一階段是怎樣運(yùn)動的?
(2)在初始時刻v=160m/s,此時它的加速度是多大?
(3)推證空氣阻力系數(shù)k的表達(dá)式并計算其值.

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“神舟”五號飛船完成了預(yù)定的空間科學(xué)和技術(shù)實驗任務(wù)后返回艙開始從太空向地球表面按預(yù)定軌道返回,返回艙開始時通過自身制動發(fā)動機(jī)進(jìn)行調(diào)控減速下降,穿越大氣層后,在一定的高度打開阻力降落傘進(jìn)一步減速下落,這一過程中若返回艙所受空氣摩擦阻力與速度的平方成正比,比例系數(shù)(空氣阻力系數(shù))為k,所受空氣浮力恒定不變,且認(rèn)為豎直降落.從某時刻開始計時,返回艙的運(yùn)動v-t圖象如圖中的AD曲線所示,圖中AB是曲線在A點的切線,切線交于橫軸一點B,其坐標(biāo)為(8,0),CD是曲線AD的漸進(jìn)線,假如返回艙總質(zhì)量為M=400kg,g=10m/s2,求
(1)在初始時刻v=160m/s,此時它的加速度是多大?
(2)推證空氣阻力系數(shù)k的表達(dá)式并計算其值.

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(9′)“神舟”五號飛船完成了預(yù)定的空間科學(xué)和技術(shù)實驗任務(wù)后返回艙開始從太空向地球表面按預(yù)定軌道返回,返回艙開始時通過自身制動發(fā)動機(jī)進(jìn)行調(diào)控減速下降,穿越大氣層后,在一定的高度打開阻力降落傘進(jìn)一步減速下落,這一過程中若返回艙所受空氣摩擦阻力與速度的平方成正比,比例系數(shù)(空氣阻力系數(shù))為k,所受空氣浮力恒定不變,且認(rèn)為豎直降落。從某時刻開始計時,返回艙的運(yùn)動v—t圖象如圖2-7中的AD曲線所示,圖中AB是曲線在A點的切線,切線交于橫軸一點B,其坐標(biāo)為(8,0),CD是曲線AD的漸進(jìn)線,假如返回艙總質(zhì)量為M=400kg,g=10m/s2,求

(1)返回艙在這一階段是怎樣運(yùn)動的?

(2)在初始時刻v=160m/s,此時它的加速度是多大?

(3)推證空氣阻力系數(shù)k的表達(dá)式并計算其值。

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科目:高中物理 來源:2013屆安徽省屯溪一中高三10月月考物理試卷(帶解析) 題型:計算題

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(1)在初始時刻v=160m/s,此時它的加速度是多大?
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