题目内容
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．
解析：
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(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＝ (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＋ |
；又
ρv2S，又以上两式可以解得：m＝
;
＝(2.7×103×10＋
)N＝9.9×104 N．
寒假乐园北京教育出版社系列答案
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.