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在地球表面附近，为训练航天员适应失重，可以利用飞行器来创造短时间的完全失重环境，俄罗斯利用IL-76型飞机可以创造出长达数分钟的完全失重．这类飞机通常通过在空中做某种飞行动作来创造完全失重环境，飞机从速率达到v1时开始进人完全失重的实验状态，从安全考虑，要求当速率达到v2（v2＞v1）时退出实验．为了使失重训练的有效时间最长，飞机在空中的飞行动作应是（　　）
A、在水平面内做变速圆周运动，速率由v1增加到v2时退出实验状态B、在竖直面内沿直线俯冲，速率由v1增加到v2时退出实验状态C、以初速度v1做竖直上抛运动，当它竖直下落速率增加到v2时退出实验状态D、以初速度v1做平抛运动，当它的速率增加到v2时退出实验状态
分析：当飞机作加速度的大小为重力加速度g，座舱内的试验者便处于完全失重状态．
当进入试验的速率和退出试验的速率确定后，飞机竖直上抛运动时，失重时间的最长．
解答：解：当飞机作加速度的大小为重力加速度g，加速度的方向竖直向下的运动时，座舱内的试验者便处于完全失重状态．这种运动可以是飞机模拟无阻力下的自由落体运动或竖直上抛运动，也可以是斜抛运动．当进入试验的速率和退出试验的速率确定后，飞机模拟前两种运动时，失重时间的长短都是一定的、不可选择的．
当飞机模拟无阻力作用下的斜抛运动时，失重时间的长短与抛射角有关，可在一定范围内进行选择．
考察飞机模拟无阻力作用下的斜抛运动．精英家教网
设开始试验时飞机的初速度的大小为v1，方向与水平方向成θ角，起始位置为A点，经做抛物线运动在B点退出试验，
如图所示．以t表示试验经历的时间，在退出试验时的速率为v2，
则有v2x=v1cosθ…（1）
v2y=v1sinθ-gt…（2）
而
v
2
2
=
v
2
2x
+
v
2
2y
…（3）
由（1）、（2）、（3）式得：
g2t2-2v1gtsinθ+
v
2
1
-
v
2
2
=0…（4）
解（4）式得：
t=
v1sinθ+
v
2
1
sinθ2
+v
2
2
-v
2
1
g
…（5）
由（5）式可知，当进入试验时飞机的速度v1和退出试验时飞机的速度v2确定以后，失重时间的长短可通过角θ来调节．
当θ=90°时失重时间最长，即以初速度v1做竖直上抛运动，当它竖直下落速率增加到v2时退出实验状态．故ABD错误，C正确
故选：C．
点评：本题关键是分析清楚飞机的运动情况，要创造一种失重的环境就得只受重力，清楚我们学过的只受重力的几种运动，运用运动学公式分析判断．
练习册系列答案
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为训练宇航员能在失重状态下工作和生活，需要创造一种失重的环境．在地球表面附近，当飞机模拟某些在重力作用下的运动时，就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态．现要求一架飞机在速率为v1=500m/s时进人失重状态试验，在速率为v2=1000m/s时退出失重状态试验．重力加速度g=10m/s2．试问：
（i）在上述给定的速率要求下，该飞机需要模拟何种运动，方可在一定范围内任意选择失重时间的长短？试定量讨论影响失重时间长短的因素．
（ii）飞机模拟这种运动时，可选择的失重状态的时间范围是多少？
（2010?金山区一模）为训练宇航员能在失重状态下工作和生活，需要创造一种失重的环境．在地球表面附近，当飞机模拟某些在重力作用下的运动时，就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态．现要求一架飞机在速率为v1=500m/s时进入失重状态试验，在速率为v2=1000m/s时退出失重状态试验．重力加速度g=10m/s2．试问：
（1）在上述给定的速率要求下，该飞机需要模拟何种运动时，可选择的完全失重状态的时间最长？最长时间多少？
（2）在上述给定的速率要求下，该飞机需要模拟何种运动时，可选择的完全失重状态的时间最短？最短时间多少？
（3）在上述给定的速率要求下，该飞机需要模拟何种运动，方可在一定范围内任意选择失重时间的长短？试定量讨论影响失重时间长短的因素．
精英家教网美国宇航局计划2025年前载人登陆小行星，图为畅想登陆小行星的宇航员．为训练宇肮员能在失重状态下工作和生活，需要创造一种失重的环境．在地球表面附近，当飞机模拟某些在重力作用下的运动时，就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态．现要求一架飞机在速度大小为v1=500m/s时进人失重状态试验，在速度大小为V2=1000m/s时退出失重状态试验．重力加速度（　　）
A、可以是飞机模拟斜抛运动B、可以是飞机模拟向下的减速运动C、如果是竖直上抛运动，可计算失重时间是150sD、如果是竖直下抛运动可计算失重时间是50s

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