北京2005年10月12日電 神舟再度飛天，中華續(xù)寫輝煌．北京時間10月12日9時9分52秒，我國自主研制的神舟六號載人飛船，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空后，準確進入預(yù)定軌道．神舟六號載人飛船的飛行，是我國第二次進行載人航天飛行，也是我國第一次將兩名航天員（費俊龍、聶海勝）同時送上太空．則：
（1）當返回艙降到距地面30km時，回收著陸系統(tǒng)啟動工作，相繼完成拉出天線、拋掉底蓋等一系列動作．當返回艙距地面20km時，速度減為200m/s而勻速下落，此階段重力加速度為g'（且近似認為不變），所受空氣的阻力為f=
1
2
ρv2S，其中ρ為大氣的密度．v是返回艙的運動速度，S為阻力作用的面積．試寫出返回艙在速度為v時的質(zhì)量表達式
（2）當返回艙降到距地面10km時，打開面積為1200㎡的降落傘，直到速度降到8.0m/s后又勻速下降．為實現(xiàn)軟著陸（即著陸時返回艙的速度為0），當返回艙離地面1.2m時反沖發(fā)動機點火，返回艙此時的質(zhì)量為2.7×103㎏，取g=10m/s2（反沖發(fā)動機點火后，空氣的阻力不計，可認為返回艙做勻減速直線運動）．求平均反沖推力的大小和反沖發(fā)動機對返回艙做的功．

（1）返回艙以200m/s的速度勻速下降時受力平衡，即有
mg′=
1
2
ρv2S，所以m=
ρv2S
2g′

（2）設(shè)反沖發(fā)動機點火后返回艙所受平均推力大小為F，
則由運動學公式得v2=2ah；
因不計空氣的阻力，則有
   F-mg=ma，
代入解得  F=m(g+
v2
2h
)=9.9×104N．
設(shè)反沖發(fā)動機對返回艙做的功為WF，由動能定理得
   mgh+WF=0-
1
2
mv2
解得WF=-1.2×105J．
答：（1）返回艙在速度為v時的質(zhì)量表達式以m=
ρv2S
2g′
；
    （2）平均反沖推力的大小是9.9×104N．反沖發(fā)動機對返回艙做的功WF=-1.2×105J．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

我國發(fā)射的“神州”六號飛船于2005年10月12日上午9：00在酒泉載人航天發(fā)射場發(fā)射升空，經(jīng)變軌后飛船在距地面一定高度的圓軌道上飛行．在太空飛行約115小時30分，環(huán)繞地球77圈，在完成預(yù)定空間科學和技術(shù)實驗任務(wù)后于北京時間10月17日在內(nèi)蒙古中部地區(qū)準確著陸．
（1）根據(jù)以上數(shù)據(jù)估算飛船的運行周期和軌道距離地面的高度．（地球半徑為R=6.4×106m，地球表面的重力加速度g=10m/s2，取π2=10，295～310的立方根取6.74）
（2）當返回艙降落距地球10km時，回收著陸系統(tǒng)啟動，彈出傘艙蓋，連續(xù)完成拉出引導傘、減速傘和主傘動作，主傘展開面積足有1200m2，由于空氣阻力作用有一段減速下落過程，若空氣阻力與速度平方成正比，即f=kv2，并已知返回艙的質(zhì)量為m0=8.0×103kg，這一過程最終勻速時的收尾速度為v1=14m/s，則當返回艙速度為v2=42m/s時的加速度為多大？
（3）當返回艙在距地面1m時，點燃反推火箭發(fā)動機，最后以不大于v3=4.0m/s的速度實現(xiàn)軟著陸，這一過程中反推火箭產(chǎn)生的反推力至少等于多少？（設(shè)反推火箭發(fā)動機點火后，空氣阻力不計，可以認為返回艙做勻減速直線運動）

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科目：高中物理 來源： 題型：

北京2005年10月12日電 神舟再度飛天，中華續(xù)寫輝煌．北京時間10月12日9時9分52秒，我國自主研制的神舟六號載人飛船，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空后，準確進入預(yù)定軌道．神舟六號載人飛船的飛行，是我國第二次進行載人航天飛行，也是我國第一次將兩名航天員（費俊龍、聶海勝）同時送上太空．則：
（1）當返回艙降到距地面30km時，回收著陸系統(tǒng)啟動工作，相繼完成拉出天線、拋掉底蓋等一系列動作．當返回艙距地面20km時，速度減為200m/s而勻速下落，此階段重力加速度為g'（且近似認為不變），所受空氣的阻力為f=
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ρv2S，其中ρ為大氣的密度．v是返回艙的運動速度，S為阻力作用的面積．試寫出返回艙在速度為v時的質(zhì)量表達式
（2）當返回艙降到距地面10km時，打開面積為1200㎡的降落傘，直到速度降到8.0m/s后又勻速下降．為實現(xiàn)軟著陸（即著陸時返回艙的速度為0），當返回艙離地面1.2m時反沖發(fā)動機點火，返回艙此時的質(zhì)量為2.7×103㎏，取g=10m/s2（反沖發(fā)動機點火后，空氣的阻力不計，可認為返回艙做勻減速直線運動）．求平均反沖推力的大小和反沖發(fā)動機對返回艙做的功．

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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（四）（解析版） 題型：解答題

北京2005年10月12日電 神舟再度飛天，中華續(xù)寫輝煌．北京時間10月12日9時9分52秒，我國自主研制的神舟六號載人飛船，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空后，準確進入預(yù)定軌道．神舟六號載人飛船的飛行，是我國第二次進行載人航天飛行，也是我國第一次將兩名航天員（費俊龍、聶海勝）同時送上太空．則：
（1）當返回艙降到距地面30km時，回收著陸系統(tǒng)啟動工作，相繼完成拉出天線、拋掉底蓋等一系列動作．當返回艙距地面20km時，速度減為200m/s而勻速下落，此階段重力加速度為g'（且近似認為不變），所受空氣的阻力為，其中ρ為大氣的密度．v是返回艙的運動速度，S為阻力作用的面積．試寫出返回艙在速度為v時的質(zhì)量表達式
（2）當返回艙降到距地面10km時，打開面積為1200㎡的降落傘，直到速度降到8.0m/s后又勻速下降．為實現(xiàn)軟著陸（即著陸時返回艙的速度為0），當返回艙離地面1.2m時反沖發(fā)動機點火，返回艙此時的質(zhì)量為2.7×103㎏，取g=10m/s2（反沖發(fā)動機點火后，空氣的阻力不計，可認為返回艙做勻減速直線運動）．求平均反沖推力的大小和反沖發(fā)動機對返回艙做的功．

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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（七）（解析版） 題型：解答題

北京2005年10月12日電 神舟再度飛天，中華續(xù)寫輝煌．北京時間10月12日9時9分52秒，我國自主研制的神舟六號載人飛船，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空后，準確進入預(yù)定軌道．神舟六號載人飛船的飛行，是我國第二次進行載人航天飛行，也是我國第一次將兩名航天員（費俊龍、聶海勝）同時送上太空．則：
（1）當返回艙降到距地面30km時，回收著陸系統(tǒng)啟動工作，相繼完成拉出天線、拋掉底蓋等一系列動作．當返回艙距地面20km時，速度減為200m/s而勻速下落，此階段重力加速度為g'（且近似認為不變），所受空氣的阻力為，其中ρ為大氣的密度．v是返回艙的運動速度，S為阻力作用的面積．試寫出返回艙在速度為v時的質(zhì)量表達式
（2）當返回艙降到距地面10km時，打開面積為1200㎡的降落傘，直到速度降到8.0m/s后又勻速下降．為實現(xiàn)軟著陸（即著陸時返回艙的速度為0），當返回艙離地面1.2m時反沖發(fā)動機點火，返回艙此時的質(zhì)量為2.7×103㎏，取g=10m/s2（反沖發(fā)動機點火后，空氣的阻力不計，可認為返回艙做勻減速直線運動）．求平均反沖推力的大小和反沖發(fā)動機對返回艙做的功．

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