2003年10月15日上午9時,質(zhì)量約為8t的“神舟”五號飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由長征二號F型運載火箭發(fā)射升空,16日凌晨6點28分,飛船載人艙在內(nèi)蒙古中部阿木古朗草原地區(qū)安全著陸,中國首次進行載人航天飛行獲得圓滿成功,我國載人航天事業(yè)取得了舉世矚目的成就。試回答如下問題(g取10m/s2):
(1)飛船垂直地面發(fā)射升空,在加速上升過程中宇航員處于超重狀態(tài),人們把這種狀態(tài)下飛船的視重與靜止在地球表面時飛船的重力的比值稱為耐受力值,用K表示。若飛船發(fā)射時加速度的變化范圍是20m/s2≤a≤100m/s2,則宇航員的耐受力值范圍是多少?
(2)“神舟”五號飛船返回艙降到距地面約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以7.0m/s的速度勻速豎直下降。在距地面約1.0m時,返回艙的4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3.0m/s的速度接觸地面,實現(xiàn)軟著陸。若返回艙的質(zhì)量約為2.7t ,求一個反推火箭發(fā)動機產(chǎn)生的推力至少是多大?
(1) 3≤K≤11 (2)至少為2×104N
(1)飛船加速上升,宇航員受到支持力N和重力mg,設(shè)加速度為a,則
N-mg=ma 2分
由題意知:K=N/mg
聯(lián)立解得 1分
將20m/s2≤a≤100m/s2代入上式得:3≤K≤11 2分
(2)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
2分
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
2分
代入數(shù)據(jù)解得:F=2.0×104N(或2.025×104N) 1分
故一個反推火箭發(fā)動機產(chǎn)生的推力至少為2×104N
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A、兩者運行時的角速度相等 | B、兩者運行的離地面的高度相等 | C、兩者運行時的向心加速度大小相等 | D、兩者運行時受到的萬行引力大小相等 |
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