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    精英家教网“神舟”五号在返回的过程中，为了使返回舱能安全着陆，需在10km的高度上打开降落伞．返回舱上的静压高度控制器通过测量大气压强判定高度．静压高度控制器通过气体对单位面积的压力大小来计算高度．当外界大气温度发生变化时，固定容器内气体压强发生变化（压强与温度在理想状况下成正比），气体对侧面的压力通过静压高度控制器显示，（如图）．已知地面温度为27℃，压强为1.0×105Pa，容器内壁与静压控制器连接部分侧面积为20cm2，假设气体为理想气体，在10km以内每升高1km温度下降6℃，求在8km高度时，静压控制器示数．
    分析：根据温度与高度的关系，找出在不同的高度时气体的温度大小，在根据压强与温度成正比得出压强的大小．
    解答：解：在理想状况下气体压强与气体温度成正比，
    设为p=kT   T=273+t
    在10km以内每升高1km温度下降60C，
    则8km时
    T1=T0-6×8=300-48=252K  
    由已知条件  p1=kT1    p2=kT2
    ∵p1=1.0×105Pa      T1=300K    T2=252K
    ∴p2=8.4×104Pa    
    F=p2S=8.4×104×20×10-4=168N．
    答：静压控制器示数为168N．
    点评：本题的关键是气体的温度随着高度会不断的变化，同时大气的压强也是不断的变化的，找出在8km高度时的压强就可与计算气体对侧面的压力．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    2003年10月15日上午9时，质量约为8t的“神舟”五号飞船在酒泉卫星发射中心由长征二号F型运载火箭发射升空，16日凌晨6点28分，飞船载人舱在内蒙古中部阿木古朗草原地区安全着陆，中国首次进行载人航天飞行获得圆满成功，我国载人航天事业取得了举世瞩目的成就．试回答如下问题（g取10m/s2）：
    （1）飞船垂直地面发射升空，在加速上升过程中宇航员处于超重状态，人们把这种状态下飞船的视重与静止在地球表面时飞船的重力的比值称为耐受力值，用K表示．若飞船发射时加速度的变化范围是20m/s2≤a≤100m/s2，则宇航员的耐受力值范围是多少？
    （2）“神舟”五号飞船返回舱降到距地面约10km时，回收着陆系统启动工作，设经过一段时间后，在临近地面时降落伞使返回舱以7.0m/s的速度匀速竖直下降．在距地面约1.0m时，返回舱的4个相同的反推火箭发动机同时点火工作，使返回舱以不大于3.0m/s的速度接触地面，实现软着陆．若返回舱的质量约为2.7t，求一个反推火箭发动机产生的推力至少是多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    杨利伟同志乘坐我国自己开发和制造的“神舟”五号载人飞船于10月15日上午9时升空，绕地球运动14圈于10月16日凌晨6点23分在内蒙古四子王旗回收场安全着陆，这是我国航天事业上取得的又一光辉业绩．在“神舟”五号飞船返回舱距 地面20km高度时，速度减为200m/s，此后竖直匀速下降，到距地面10km为止．此过程中返回舱所受空气阻力f=
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    ρv2S    ，式中ρ为大气密度，v为返回舱的运动速度，S为与形状特征有关的阻力面积．当返回舱距地面10km时，打开阻力面积为1200m2的降落伞，直到速度降到8.0m/s后匀速下落．为实现软着陆（要求着地时返回舱速度为零），当返回舱距地面1.2m时反冲发动机点火，使返回舱着地时速度为零．返回舱的质量3.0×103kg，g取10m/s2．
    （1）用字母表示出返回舱在速度200m/s时的质量．
    （2）分析打开降落伞从伞开始撑开到反冲发动机点火前，返回舱的加速度和速度的变化情况．
    （3）求反冲发动机的平均反推力的大小及反冲发动机对返回舱所做的功．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    2003年10月15日9时整，我国“神舟”五号载人飞船发射成功，飞船绕地球14圈后，于10月16日6时23分安全返回．在“神舟”五号飞船返回舱距地面20km高度时，速度减为200m/s，此后竖直匀速下降；当返回舱距地面10km时，打开阻力面积为1200m2的降落伞，直至速度降到8.0m/s时再次匀速下落．为实现软着陆（要求着地时返回舱速度为零），当返回舱距地面1.2m时反冲发动机点火，使返回舱着地时速度减为零．
    （1）试估算“神舟”五号载人飞船绕地球运行的周期T为多少秒？（保留两位有效数字）
    （2）假设返回舱匀速下降时受空气阻力为F f=
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    ρv2S，式中ρ为大气密度，v为返回舱运动速度，S为与形状有关的受阻力面积．请用字母表示出返回舱在以速度v竖直匀速下降时的质量（设地球表面的重力加速度为g）；
    （3）若把“神舟”五号载人飞船的绕地运行看作是在某一轨道上的匀速圆周运动，设其绕地球运行的周期为T、地球表面的重力加速度为g、地球半径为R，试分别写出与“神舟”五号载人飞船有关的物理量：离地面的高度h、运行的线速度v、运行的向心加速度a的表达式（用T、g、R表示，不必代入数据计算）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （15分）杨利伟同志乘坐我国自己开发和制造的“神舟”五号载人飞船于10月15日上午9时升空，绕地球运动14圈于10月16日凌晨6点23分在内蒙古四子王旗回收场安全着陆，这是我国航天事业上取得的又一光辉业绩。在“神舟”五号飞船返回舱距 地面20km高度时，速度减为200m/s，此后竖直匀速下降，到距地面10km为止。此过程中返回舱所受空气阻力，式中为大气密度，为返回舱的运动速度，S为与形状特征有关的阻力面积。当返回舱距地面10km时，打开阻力面积为1200m2的降落伞，直到速度降到8.0m/s后匀速下落。为实现软着陆（要求着地时返回舱速度为零），当返回舱距地面1.2m时反冲发动机点火，使返回舱着地时速度为零。返回舱的质量3.0×103kg，g取10m/s2。

    （1）用字母表示出返回舱在速度200m/s时的质量。

    （2）分析打开降落伞从伞开始撑开到反冲发动机点火前，返回舱的加速度和速度的变化情况。

    （3）求反冲发动机的平均反推力的大小及反冲发动机对返回舱所做的功。

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