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.

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=F′;又F′=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.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网