(9′)“神舟”五號飛船完成了預定的空間科學和技術(shù)實驗任務后返回艙開始從太空向地球表面按預定軌道返回,返回艙開始時通過自身制動發(fā)動機進行調(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,且認為豎直降落。從某時刻開始計時,返回艙的運動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,其坐標為(8,0),CD是曲線AD的漸進線,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的表達式并計算其值。
(1)返回艙在這一階段做的是加速度越來越小的減速運動。
(2)20m/s2
(3)0.3
(1)從v—t圖象可知:
返回艙在這一階段做的是加速度越來越小的減速運動。 (2分)
(2)因為AB是曲線AD在A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。 (2分)
(3)設(shè)返回艙下降過程浮力恒為f0,最后勻速時的速度為vm,
返回艙在t=0時,有kv2+f0-mg=ma (1分)
返回艙勻速運動,時有 kvm2+f0=mg (1分)
聯(lián)立解得,k=ma/(v2-vm2)=(400×20)/(1602-42)=0.3 (3分)
科目:高中物理 來源: 題型:
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科目:高中物理 來源: 題型:
(12分)
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題
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科目:高中物理 來源:2011年甘肅省高考物理模擬試卷(二)(解析版) 題型:解答題
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