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我國“神舟”五號飛船于2003年l0月15日在酒泉航天發(fā)射場由長征二號F運(yùn)載火箭成功發(fā)射升空,若長征二號F運(yùn)載火箭和飛船起飛時總質(zhì)量為1.0×105kg,起飛推動力為3.0×106N,運(yùn)載火箭發(fā)射塔高160m,試問:(g=10m/s2
(1)運(yùn)載火箭起飛時的加速度為多大?
(2)假如運(yùn)載火箭起飛時推動力不變,忽略一切阻力和運(yùn)載火箭質(zhì)量的變化,試確定運(yùn)載火箭需經(jīng)多長時間才能飛離發(fā)射塔?
(3)這段時間內(nèi)飛船中的宇航員承受了多大的壓力?(設(shè)宇航員的質(zhì)量為65kg)
分析:(1)火箭起飛過程受到推力和重力,根據(jù)牛頓第二定律求解加速度;
(2)當(dāng)火箭的位移達(dá)到塔高160m將飛離發(fā)射塔,由勻變速直線運(yùn)動的位移公式求解時間;
(3)對宇宙員運(yùn)用牛頓第二定律求解他所承受的壓力.
解答:解:(1)以長征二號F運(yùn)載火箭和飛船整體為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律得:火箭起飛時的加速度為:
a=
F-Mg
M
=
3×106-1×105×10
1×105
=20m/s2
(2)由運(yùn)動學(xué)公式s=
1
2
at2
可知,火箭飛離發(fā)射塔的時間:t=
2s
a
=
2×160
20
=4s.
(3)這段時間內(nèi)飛船中的宇航員承受的壓力,根據(jù)牛頓第二定律:N-mg=ma,
∴N=m(g+a)=65×(10+20)=1.95×103N.
答:(1)運(yùn)載火箭起飛時的加速度為20m/s2
(2)假如運(yùn)載火箭起飛時推動力不變,忽略一切阻力和運(yùn)載火箭質(zhì)量的變化,運(yùn)載火箭需經(jīng)4s時間才能飛離發(fā)射塔.
(3)這段時間內(nèi)飛船中的宇航員承受了1.95×103N的壓力.
點評:本題是牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式的綜合應(yīng)用,這是解決力學(xué)問題的基本方法和思路,要加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練,做到熟練掌握.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

我國自行研制的“神舟五號”載人飛船載著中國第一代宇航員楊利偉,于2003年10月15日9時在酒泉發(fā)射場由“長征二號F”大推力運(yùn)載火箭發(fā)射升空,并按預(yù)定軌道環(huán)繞地球飛行14圈后,于10月16日6時23分安全返回落在內(nèi)蒙古的主著陸場.
(1)設(shè)“神舟五號”飛船在飛行過程中繞地球沿圓軌道運(yùn)行,已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,飛船繞地球運(yùn)行的周期為T.求飛船離地面的平均高度h.
(2)已知將質(zhì)量為m的飛船在距地球中心無限遠(yuǎn)處移到距離地球中心為r處的過程中,萬有引力做功為W=GMm/r,式中G為萬有引力恒量,M為地球的質(zhì)量.那么將質(zhì)量為m的飛船從地面發(fā)射到距離地面高度為h的圓形軌道上,火箭至少要對飛船做多少功?(為簡化計算,不考慮地球自轉(zhuǎn)對發(fā)射的影響)

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2005?煙臺模擬)我國“神舟”五號飛船于2003年10月15日在酒泉航天發(fā)射場由長征一2F運(yùn)載火箭成功發(fā)射升空,若長征一2F運(yùn)載火箭和飛船起飛時的總質(zhì)量為l.0×105kg,火箭起飛推力3.0×106N,運(yùn)載火箭發(fā)射塔高160m(g取10m/s 2).求:
(l)假如運(yùn)載火箭起飛時推動力不變,忽略空氣阻力和火箭質(zhì)量的變化,運(yùn)載火箭經(jīng)多長時間飛離發(fā)射塔?
(2)這段時間內(nèi)飛船中質(zhì)量為65kg的宇航員對坐椅的壓力多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

2003年10月15日9時整,我國“神舟”五號載人飛船發(fā)射成功,飛船繞地球14圈后,于10月16日6時23分安全返回.在“神舟”五號飛船返回艙距地面20km高度時,速度減為200m/s,此后豎直勻速下降;當(dāng)返回艙距地面10km時,打開阻力面積為1200m2的降落傘,直至速度降到8.0m/s時再次勻速下落.為實現(xiàn)軟著陸(要求著地時返回艙速度為零),當(dāng)返回艙距地面1.2m時反沖發(fā)動機(jī)點火,使返回艙著地時速度減為零.
(1)試估算“神舟”五號載人飛船繞地球運(yùn)行的周期T為多少秒?(保留兩位有效數(shù)字)
(2)假設(shè)返回艙勻速下降時受空氣阻力為F f=
12
ρv2S,式中ρ為大氣密度,v為返回艙運(yùn)動速度,S為與形狀有關(guān)的受阻力面積.請用字母表示出返回艙在以速度v豎直勻速下降時的質(zhì)量(設(shè)地球表面的重力加速度為g);
(3)若把“神舟”五號載人飛船的繞地運(yùn)行看作是在某一軌道上的勻速圓周運(yùn)動,設(shè)其繞地球運(yùn)行的周期為T、地球表面的重力加速度為g、地球半徑為R,試分別寫出與“神舟”五號載人飛船有關(guān)的物理量:離地面的高度h、運(yùn)行的線速度v、運(yùn)行的向心加速度a的表達(dá)式(用T、g、R表示,不必代入數(shù)據(jù)計算).

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科目:高中物理 來源: 題型:

北京時間2003年10月16日凌晨,“神舟”五號飛船在內(nèi)蒙古中部地區(qū)安全著陸,這標(biāo)志著我國首次載人航天取得圓滿成功、這次“神舟”五號飛船仍用“長征二號F”運(yùn)載火箭發(fā)射,在火箭加速升空階段,下列說法正確的是( 。
A、宇航員對飛船內(nèi)座椅的作用力大于座椅對宇航員的作用力B、宇航員對飛船內(nèi)座椅的作用力等于座椅對宇航員的作用力C、宇航員對飛船內(nèi)座椅的作用力等于宇航員的重力D、宇航員對飛船內(nèi)座椅的作用力遠(yuǎn)大于宇航員的重力

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同步練習(xí)冊答案