题目内容
2003年10月15日,我国成功地发射了“神州”五号载人宇宙飞船。发射飞船的火箭全长58.3m,起飞时总质量M0=479.8t(吨)。发射的初始阶段,火箭竖直升空,航天员杨利伟有较强的超重感,仪器显示他对仓座的最大压力达到体重的5倍。飞船进入轨道后,21h内环绕地球飞行了14圈。将飞船运行的轨道简化为圆形,地球表面的重力加速度g取10m/s2
(1)求发射的初始阶段(假设火箭总质量不变),火箭受到的最大推力;
(2)若飞船做圆周运动的周期用T表示,地球半径用R表示。请推导出飞船圆轨道离地面高度的表达式。
解:
(1)设火箭发射初始阶段的量大加速度为a,航天员受到的最大支持力为N,航天员质量为m0,根据牛顿第二定律
依题意和牛顿第二定律 ![]()
解得a=40m/s2
设发射初始阶段火箭受到的最大推力为F,根据牛顿第二定律
![]()
解得:F=2.4×107N
(2)设地球质量为M,飞船质量为m,距地面的高度为h,则飞船受到地球的引力为飞船提供向心力![]()
地面物体所受力有引力近似等于重力,设物体质量为m′,则
)
解得:![]()
练习册系列答案
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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 |