Question

7．如图所示，重3吨的神舟十一号返回舱在距离地面十公里左右的高度先打开减速伞，经16s速度从220m/s减至100m/s，此时减速伞与返回舱分离，同时打开住降落伞，返回舱进一步减速至8m/s，随后匀速下降．当返回舱距离地面1m时，反推火箭点火，返回舱速度最终减至2m/s着陆．整个过程可视为竖直下落，求：
（1）打开减速伞的16s内，宇航员处于超重还是始终状态？
（2）返回舱以8m/s匀速下降过程中，伞绳对返回舱的拉力大小？
（3）若宇航员体重为70kg，反推火箭点火后宇航员对舱内座椅的压力大小．

Answer 1

分析 （1）失重状态：当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时，就说物体处于失重状态，此时有向下的加速度；超重状态：当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时，就说物体处于超重状态，此时有向上的加速度．
（2）根据平衡状态求得拉力；
（3）根据运动学公式求得加速度，利用牛顿定律求得作用力

解答 解：（1）打开减速伞后，向下做减速运动，故处于超重状态；
（2）返回舱匀速运动，根据受力平衡可知F=mg=30000N
（3）发动机点火后根据速度位移公式可知${v}^{2}{-v}_{0}^{2}=2ax$
解得a=30m/s²
根据牛顿第二定律可知F_N-mg=ma，解得F_N=2800N
根据牛顿第三定律可知人舱内座椅的压力大小为2800N
答：（1）打开减速伞的16s内，宇航员处于超重状态
（2）返回舱以8m/s匀速下降过程中，伞绳对返回舱的拉力大小为30000N
（3）若宇航员体重为70kg，反推火箭点火后宇航员对舱内座椅的压力大小为2800N

点评 本题主要考查了对超重失重现象的理解和牛顿第二定律的应用，要注意加速度是联系受力与运动的桥梁．