2012年10月15日,奥地利著名极限运动员鲍姆加特纳乘坐热气球从距地面高度约39km的高空跳下,并成功着陆.如图所示.该热气球由太空舱,绳索和气囊三部分组成.气囊与太空舱之间利用绳索连接.在加热过程中气囊中气体受热膨胀.密度变小,一部分气体逸出,当热气球总重力小于浮力时便开始上升.

假定鲍姆加特纳是在竖直方向上运动的,并经历了以下几个运动阶段:他首先乘坐热气球从地面开始加速上升到离地高h1=1km处,此阶段绳索对太空舱向上的总拉力恒为F1=3002.5N;接着再匀速上升到离地面高h2=38km处,此阶段绳索对太空舱向上的总拉力恒为F2=3000N;然后再减速上升到离地高h3=39km处,此阶段绳索对太空舱向上的总拉力恒为F3=2997.5N;他在上升过程中共用时t1=1×104s,在离地高39km处立即跳下.自由下落t2=4min后速度已超过音速,最后打开降落伞,又用时t3=16min又安全到达地面.忽略髙度对g的影响,取g=10N/kg.求:

①从离开地面到安全返回地面的整个过程中,运动员的平均速度是多少?(结果取整数)

②在热气球上升过程中.绳索对太空舱向上的总拉力做功的平均功率是多少?

③当热气球上升到离地高20km处.若热气球总质量(含气囊里面气体)m=7.18×104kg,整个热气球的体积V=8×105m3,整个热气球受到的空气阻力f=2×103N,不考虑气流(或风) 对热气球的影响.则此高度处的空气密度是多少?

①7m/s;②1.17×104W;③0.09kg/m3. 【解析】试题分析:①从离开地面到安全返回地面的过程中,运动员的总路程为s=2h3=2×39km=78km=7.8×104m; 从离开地面到安全返回地面的过程中,运动员的总时间t=t1+t2+t3=1×104s+4×60s+16×60s=1.12×104s; 从离开地面到安全返回地面的过程中,运动员的平均速度为v==7m/s...
 0  192972  192980  192986  192990  192996  192998  193002  193008  193010  193016  193022  193026  193028  193032  193038  193040  193046  193050  193052  193056  193058  193062  193064  193066  193067  193068  193070  193071  193072  193074  193076  193080  193082  193086  193088  193092  193098  193100  193106  193110  193112  193116  193122  193128  193130  193136  193140  193142  193148  193152  193158  193166  235360 

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