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“神舟七号”飞船返回舱返回时,开始阶段通过自身制动发动机使飞船进行竖直减速下降,这一过程若返回舱所受空气阻力与速度的平方成正比,比例系数为k。从某时刻起开始计时,返回舱的v-t图象如图所示,图中AE是曲线在A点的切线,切线交横轴于一点E,其坐标为(8,0),CD是AB的渐近线,返回舱质量m=400 kg,g取10 m/s2,试问:
(1)返回舱在这一阶段做什么运动?
(2)设在初始时刻vA=120 m/s,此时它的加速度多大?
(3)写出空气阻力系数k的表达式并计算其值。
解:(1)由题中图象可以看出曲线切线的斜率逐渐减小,说明这一阶段返回舱做加速度逐渐减小的减速运动,最终匀速运动
(2)在初始时刻,vA=120 m/s,过A点的切线的斜率即为此时的加速度大小,
(3)返回舱最终匀速运动,选向下为正方向
根据平衡条件得mg-kvB2-F=0 ①
在A点时有mg-kvA2-F=- ma ②
由①②两式得
代人数据解得k≈0.42 kg/m
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

2008年9月25日21时10分, “神舟”七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,28日17时37分,飞船载人舱在内蒙古四子王旗安全着陆,中国首次进行出舱活动获得圆满成功,我国载人航天事业取得了又一举世瞩目的成就。试回答如下问题(g取10m/s2):

 “神舟”七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3m/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4个反推火箭发动机产生的总推力至少是多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

北京时间2008年9月28日17时37分许,在太空遨游两天多的“神舟”七号飞船返回舱成功着陆。由于返回舱附带着一个大型的降落伞,所以在着陆的过程可简单视为先加速,再减速,后匀速的过程,则在此过程中以下说法正确的是(     )

A.返回舱着陆的过程中,动能和重力势能总和保持不变

B.返回舱速度最大时,重力势能最小

C.返回舱速度最大时,机械能最小

D.返回舱落到地面时,机械能最小

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

北京时间2008年9月28日17时37分许,在太空遨游两天多的“神舟”七号飞船返回舱成功着陆。由于返回舱附带着一个大型的降落伞,所以在着陆的过程可简单视为先加速,再减速,后匀速的过程,则在此过程中以下说法正确的是


  1. A.
    返回舱着陆的过程中,动能和重力势能总和保持不变
  2. B.
    返回舱速度最大时,重力势能最小
  3. C.
    返回舱速度最大时,机械能最小
  4. D.
    返回舱落到地面时,机械能最小

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科目:高中物理 来源: 题型:

(14分)2008年9月25日21时10分,“神舟”七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,28日17时37分,飞船载人舱在内蒙古四子王旗安全着陆,中国首次进行出舱活动获得圆满成功,我国载人航天事业取得了又一举世瞩目的成就。试回答如下问题(g取10m/s2):

 “神舟”七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3m/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4个反推火箭发动机产生的总推力至少是多大?

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