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    2003年11月16日，在太空遨游94圈的“神舟”五号载人飞船返回舱按预定计划，载着植物种子等各种实验品，安全降落在内蒙古中部草原．“神舟”五号载人飞船在返回时先要进行姿态调整，飞船的返回舱与留轨舱分离，返回舱以近8 km/s的速度进入大气层，当返回舱距离地面30 km时，返回舱上的回收发动机启动，相继完成拉出天线，抛出底盖等动作．在飞船返回舱距离地面20 km以下的高度后，速度减为200 m/s而匀速下降，此段过程中返回舱所受的空气阻力为，式中ρ为大气密度，v是返回舱的运动速度，S为与形状有关的阻力面积．当返回舱距地面高度为10 km时，打开面积是1 200 m2的降落伞，直到速度达到8.0 m/s后匀速下落．为实现软着陆(即着陆时返回舱的速度为0)，当返回舱离地面1.2 m时反冲发动机点火，使返回舱落地速度减为零，返回舱此时的质量为2.7×103 kg，g＝10 m/s2．

    思考：

    (1)用字母表示出返回舱在速度为200 m/s时的质量；

    (2)分析打开降落伞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冲力的大小．

    答案：
    解析：

    　　(1)当回收舱在速度为200 m/s时，受到的重力和阻力平衡而匀速下降，根据平衡条件有：mg＝；又＝ρv2S，又以上两式可以解得：m＝;

    　　(2)在打开降落伞后，返回舱的加速度先增大后减小，加速度方向向上．返回舱的速度不断减小，直到速度减小到8.0 m/s后而匀速下降;

    　　(3)反冲发动机工作以后，使回收舱的速度由8.0 m/s减小为零，回收舱受重力和反冲力作用做匀减速运动，运动位移为h＝1.2 m．

    　　由牛顿第二定律有：F－mg＝ma；由运动学公式得：v2＝2ah

    　　所以可以求得：F＝mg＋＝(2.7×103×10＋)N＝9.9×104 N．


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    科目：高中物理 来源： 题型：

    2003年10月16日北京时间6时34分，中国首位航天员杨利伟乘坐“神舟”五号飞船在内蒙古中部地区成功着陆，中国首次载人航天飞行任务获得圆满成功．中国由此成为世界上继俄、美之后第三个有能力将航天员送上太空的国家．据报道，中国首位航天员杨利伟乘坐的“神舟”五号载人飞船，于北京时间十月十五日九时，在酒泉卫星发射中心用“长征二号F”型运载火箭发射升空．此后，飞船按照预定轨道环绕地球十四圈，在太空飞行约二十一小时，若其运动可近似认为是匀速圆周运动，飞船距地面高度约为340千米，已知万有引力常量为G=6.67×10-11牛?米2/千克2，地球半径约为6400千米，且地球可视为均匀球体，则试根据以上条件估算地球的密度．（结果保留1位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    2003年10月16日，《中国青年报》“神舟”特刊第二版以《24小时，分秒见证历史辉煌》为标题，详细报道了“神舟”五号载人飞船成功发射和绕地球运转的情况.其中有以下信息：……9时10分，火箭把飞船送入预定轨道.……11时00分，“神舟”五号开始绕地球第二圈飞行，航天员由卧姿改为坐姿.……11时50分，“神舟”五号已进入绕地球的第三圈飞行.……15时54分，飞船变轨程序启动.15时57分，飞船变轨成功.……18时24分，“神舟”五号进入第七圈飞行.……18时40分，杨利伟在太空展示中国国旗和联合国国旗.19时55分，飞船进入绕地球飞行第八圈.……

    请从物理学的角度分析，在报道飞船飞行的时间时，哪一圈的运行时间明显有误？为什么？（地球半径R=6.37×106 m，g=9.8 m/s2）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    2003年11月16日，在太空遨游94圈的“神舟”五号载人飞船返回舱按预定计划，载着植物种子等各种实验品，安全降落在内蒙古中部草原.“神舟”五号载人飞船在返回时先要进行姿态调整，飞船的返回舱与留轨舱分离，返回舱以近8 km/s的速度进入大气层，当返回舱距离地面30 km时，返回舱上的回收发动机启动，相继完成拉出天线，抛出底盖等动作.在飞船返回舱距离地面20 km以下的高度后，速度减为200 m/s而匀速下降，此段过程中返回舱所受的空气阻力为F′=ρv2S，式中ρ为大气密度,v是返回舱的运动速度,S为与形状有关的阻力面积.当返回舱距地面高度为10 km时，打开面积是1 200 m2的降落伞，直到速度达到8.0 m/s后匀速下落.为实现软着陆（即着陆时返回舱的速度为0），当返回舱离地面1.2 m时反冲发动机点火，使返回舱落地速度减为零，返回舱此时的质量为2.7×103 kg，g=10 m/s2.

    思考：

    (1)用字母表示出返回舱在速度为200 m/s时的质量；

    (2)分析打开降落伞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冲力的大小.

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    2003年10月16日，我国成功地发射了载人航天宇宙飞船，航天英雄杨利伟乘坐的返回舱经21 h，围绕地球运行14周，在太空中进行了大量的科学试验,拍摄、记录了大量的资料，成功地返回了地面.假设返回舱在太空运动是围绕地球做匀速圆周运动，试求运行高度和运行速度（已知万有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，地球质量M=5.98×1024 kg，地球半径R=6 400 km）.

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