(20分)2003年10月15日9时,在太空遨游21小时的“神舟”五号飞船返回舱按预定计划,载着宇航员杨利伟安全降落在内蒙古四子王旗地区。“神舟”五号飞船在返回
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(20分)2003年10月15日9时,在太空遨游21小时的“神舟”五号飞船返回舱按预定计划,载着宇航员杨利伟安全降落在内蒙古四子王旗地区。“神舟”五号飞船在返回
题型:不详
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(20分)2003年10月15日9时,在太空遨游21小时的“神舟”五号飞船返回舱按预定计划,载着宇航员杨利伟安全降落在内蒙古四子王旗地区。“神舟”五号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8km/s的速度进入大气层,当返回舱距地面30km时,返回舱上的回收发动机启动,相继完成拉出天线、抛掉底盖等动作。在飞船返回舱距地面20km以下的高度后,速度减为200m/s而匀速下降,此段过程中返回舱所受空气阻力为
,式中ρ为大气的密度,v是返回舱的运动速度,s为与形状特征有关的阻力面积。当返回舱距地面高度为10km时打开面积为1200m
2
的降落伞,直到速度达到8m/s后匀速下落。为实现软着陆(即着陆时返回舱的速度为零),当返回舱离地面1.2m时反冲发动机点火,使返回舱落地的速度减为零,返回舱此时的质量为2.7×10
3
kg。(取g=10m/s
2
)
(1)用字母表示出返回舱在速度为200m/s时的质量;
(2)分析从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推力的大小及反冲发动机对返回舱做的功。
答案
⑴
⑵在打开降落伞后,返回舱的加速度先突然增大到某一值而后逐渐减小,加速度方向向上,返回舱的速度不断减少,直到速度减小到8m/s后匀速下落。 ⑶1.2×10
5
J
解析
试题分析:(1)当回收舱在速度为200m/s时,受到重力和阻力平衡而匀速下落,
由牛顿第二定律mg-f=0,根据已知条件得
(2)在打开降落伞后,返回舱的加速度先突然增大到某一值而后逐渐减小,加速度方向向上,返回舱的速度不断减少,直到速度减小到8m/s后匀速下落。
(3)反冲发动机工作后,使回收舱的速度由8m/s减小为0,回收舱受重力和反冲力F作用做匀减速运动,运动位移为h=1.2m,根据动能定理
反冲发动机对返回舱做的功W =Fh=1.2×10
5
J
举一反三
如图所示,质量为M=400g的铁板固定在一根轻弹簧上方,铁板的上表面保持水平。弹簧的下端固定在水平面上,系统处于静止状态。在铁板中心的正上方有一个质量为m=100g的木块,从离铁板上表面高h=80cm处自由下落。木块撞到铁板上以后不再离开,两者一起开始做简谐运动。木块撞到铁板上以后,共同下降了l
1
=2.0cm时刻,它们的共同速度第一次达到最大值。又继续下降了l
2
=8.0cm后,它们的共同速度第一次减小为零。空气阻力忽略不计,重力加速度取g=10m/s
2
。求:
⑴ 若弹簧的弹力跟弹簧的形变量成正比,比例系数叫做弹簧的劲度,用k表示.求本题中弹簧的劲度k;
⑵ 从木块和铁板共同开始向下运动到它们的共同速度第一次减小到零的过程中,弹簧的弹性势能增加了多少?
⑶在振动过程中,铁板对木块的弹力的最小值N是多少?
题型:不详
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|
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如图所示,小球(可视为质点)带电量为q=1×10
-2
C,质量为m=2×10
-2
kg,放在一个倾角为θ=37
o
的足够长绝缘斜面上。斜面bc部分光滑,其它部分粗糙,且小球与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,bc段有一平行斜面向上的有界匀强电场。现让小球从a点由静止释放,经过t=0.3s,到达c点。已知ab的长度为L=4cm,bc的长度为
,sin37
o
=0.6,cos37
o
=0.8,g=10m/s
2
。求:
(1)匀强电场场强E的大小;
(2)小球第一次沿斜面向上运动的最高点到b点的距离。
题型:不详
难度:
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如图所示,桌面上有一轻质弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端B点位于桌面右侧边缘。水平桌面右侧有一竖直放置、半径R=0.3m的光滑半圆轨道MNP,桌面与轨道相切于M点。在以MP为直径的右侧和水平半径ON的下方部分有水平向右的匀强电场,场强的大小
。现用质量m
0
=0.4kg的小物块a将弹簧缓慢压缩到C点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m=0.2kg、带+q的绝缘小物块b将弹簧缓慢压缩到C点,释放后,小物块b离开桌面由M点沿半圆轨道运动,恰好能通过轨道的最高点P。(取g= 10m/s
2
)求:
(1)小物块b经过桌面右侧边缘B点时的速度大小;
(2)释放后,小物块b在运动过程中克服摩擦力做的功;
(3)小物块b在半圆轨道运动中最大速度的大小。
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迪拜塔超过160层,且拥有56部电梯,速度最高达每秒17.4米,那将是世界上速度最快且运行距离最长的电梯,则一部电梯从第160层下降到底层的过程中(阻力不计)( )
A.缆绳对电梯拉力的大小一定小于重力
B.缆绳对电梯拉力做功的大小一定等于重力所做的功
C.电梯下降过程速度取最大值时,加速度一定最小
D.电梯发动机做恒定功率运行
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如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P,另一端系一质量为m的小球,小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始时小球置于A点,弹簧处于自然状态,当小球运动到最低点时速率为v,对圆环恰好没有压力。下列分析正确的是( )
A.从A到B的过程中,小球的机械能守恒
B.从A到B的过程中,小球的机械能增加
C.小球过B点时,弹簧的弹力为mg+
D.小球过B点时,弹簧的弹力为mg-
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