题目内容

2003年10月15日我国成功地发射了“神舟”五号载人飞船，9时9分50秒准确进入预定轨道，此前飞船已与火箭分离，飞船质量为7760千克，轨道倾角为42.4?，近地点高度200千米，远地点高度350千米，15时57分飞船变轨成功，变轨后进入343千米的圆轨道，运行14圈．又于16日6时23分在内蒙古主着陆场成功着陆，实际着陆点与理论着陆点只相差4.8千米，返回舱完好无损，宇航员杨利伟自主出舱．
（1）飞船返回时，在接近大气层的过程中，返回舱与飞船最终分离．返回舱质量为3吨，返回舱着陆，是由三把伞“接力”完成的．先由返回舱放出一个引导伞，引导伞工作16秒后，返回舱的下降速度由180米/秒减至80米/秒．假设这段运动是垂直地面下降的，且已接近地面，试求这段运动的加速度和引导伞对返回舱的拉力大小，
（2）已知万有引力做功与路径无关，所以可以引进引力势能，若取无穷远为引力势能零点，则引力势能的计算公式为
EP=-
GMmr
，式中G为万有引力恒量，M为地球质量，m为物体的质量，r为物体与地心的距离，又已知飞船在沿椭圆轨道运行的过程中经过近地点时速度大小为7.835×103米/秒，试求飞船经过近地点时的机械能以及经过远地点时的速度大小，已知G=6.67×10-11 牛米2/千克2，M=6×1024千克，地球半径R=6.4×106米．
分析：（1）由于返回舱做匀减速运动，根据a=
v-v0
t
求这段运动中的加速度．这段运动中返回仓受引导伞的拉力T和重力mg两个力作用，由牛顿第二定律求引导伞对返回舱的拉力．
（2）飞船经过近地点时的机械能是动能与引力势能之和，根据机械能守恒列式求经过远地点时的速度大小．
解答：解：（1）返回舱做匀减速运动，由v-v0=at得     
得a=
v-v0
t
=
80-180
16
m/s2=-6.25 m/s2．
由牛顿第二定律得 mg-F=ma     
则得  F=mg-ma=3000×（10+6.25）N=4.875×104 N 
（2）E1=Ek1+EP1=
1
2
mv12-
GMm
r1
=
1
2
×7760×（7.835×103）2-
6.67×10-11×6×1024×7760
6.6×106
J=-2.32×1011 J 
由机械能守恒  Ek1+EP1=Ek2+EP2        
 得：
1
2
mv22-
GMm
r2
=E1    
1
2
mv22=E1+
GMm
r2
=-2.33×1011+
6.67×10-11×6×1024×7760
6.75×106
J=2.27×1011 J 
解得，v2=7.66×103 m/s   
答：（1）这段运动的加速度是-6.25 m/s2．引导伞对返回舱的拉力大小是4.875×104 N．
（2）飞船经过近地点时的机械能是-2.32×1011 J，经过远地点时的速度大小是7.66×103 m/s．
点评：本题是匀变速直线运动规律和机械能守恒的综合应用，要读懂题意，明白引力势能的含义，并能正确列出机械能守恒方程，难度不大．
练习册系列答案
相关题目
2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船，在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空．飞船绕地球飞行的周期是91.64分，根据以上消息近似地把飞船运动看做绕地球做匀速圆周运动．试估算飞船距地面的高度．（已知：地球质量为6.0×1024kg，地球的半径R为6.4×103km）
我国发射的“神舟”五号飞船于2003年10月15日上午9：00在酒泉载人航天发射场发射升空．按预定计划在太空飞行了接近21小时，环绕地球14圈，在完成预定空间科学和技术试验任务后北京时间10月16日6时07分在内蒙古中部地区准确着陆．试回答下列问题：
（1）根据以上数据可以估计飞船的轨道半径约是通讯卫星轨道半径的多少倍？（保留根号）
（2）当返回舱降到距地面10km时，回收着陆系统启动工作，弹出伞舱盖后，连续完成拉出引导伞、减速伞、和主伞动作，主伞展开面积足有1200㎡由于空气阻力作用有一段减速下落过程，若空气阻力与速度的平方成正比，这一过程的收尾速度为14m/s．已知返回舱的质量为8t，则当返回舱速度为42m/s时的加速度为多大？（g取10m/s2）
2003年10月15日，随着“神州五号”载人飞船的发射升空，设飞船在离地面高度为h，在一圆形轨道上做匀速圆周运动，地球半径R，地球表面重力加速度为g．
求：（1）飞船在轨道上运行的速度大小？
（2）飞船运行的周期？
2003年10月15日我国成功发射了“神舟五号”飞船，总质量为7790公斤，它在太空飞行14圈、历时21小时斤，成功返回：2005年10月12日又成功发射了“神舟六号”，总质量为8吨多，它在太空飞行77圈、历时115小时33分后，成功返回．假定两飞船的运动近似为匀速圆周运动，两飞船的运行周期近似相等．比较两飞船的飞行情况可知（　　）
A、两者运行时的角速度相等B、两者运行的离地面的高度相等C、两者运行时的向心加速度大小相等D、两者运行时受到的万行引力大小相等
我国于2003年10月15日成功发射并回收了“神舟”五号载入飞船，已知“神舟”五号绕地球飞行了14圈共历时约21小时，试计算飞船飞行轨道离地面的平均高度．取地球半径R=6400km，g=10m/s2．设飞船飞行14圈都做相同的圆轨道运行．

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