1、简答题 为了实验“神舟六号”飞船安全着陆,在飞船距离地面约1m时(即将着陆前的瞬间),安装在返回舱底部的四台发动机同时点火工作,使返回舱的速度由8m/s降至2m/s.设返回舱质量为3.5×103kg,减速时间为0.2s.设上述减速过程为匀变速直线运动,试回答和计算下列问题:(g取10m/s2)
(1)在返回舱减速下降过程中,航天员处于超重还是失重状态?计算在减速时间内,航天员承受的载荷值(即航天员所受的支持力与自身重力的比值);
(2)计算在减速过程中,返回舱受到四台发动机推力的大小.
参考答案:
(1)因为航天员和返回舱一起做向下的减速运动,加速度方向向上,故此时航天员处于超重状态
已知,在减速前返回舱的速度v1=8m/s,减速后返回舱的速度v2=2m/s,减速时间t=0.2s
所以返回舱减速时的加速度a=v2-v1t=-30m/s2负号表示方向与初速度方向相反,即向上.
对航天员进行受力分析,航天员受到座椅向上的支持力N和向下的重力mg,合力使航天员产生加速度,所以根据牛顿第二定律有:
N-mg=ma
所以N=m(g+a)
所以航天员的载荷值:Nmg=g+ag=4
(2)设返回舱受到的推力为F,由(1)问可知返回舱在发动机点火后的加速度a=30m/s2,方向向上
根据牛顿第二定律有:F-Mg=Ma
∴F=M(g+a)=3.5×103×10×(10+30)N=1.4×105N
答:(1)航天员处于超得状态,航天员承受的载荷值为:4;
(2)返回舱4台发动机的推力为1.4×105N
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 2007?年3?月26?日,中俄共同签署了《中国国家航天局和俄罗斯联邦航天局关于联合探测火星--火卫一合作的协议》,双方确定2008年联合对火星及其卫星“火卫一”进行探测.“火卫一”在火星赤道正上方运行,与火星中心的距离为9450km.绕火星1周需7h39min,若其绕行轨道简化为圆轨道,引力常量G已知.则由以上信息能求出( )
A.火星的质量
B.火星的密度
C.“火卫一”的质量
D.“火卫一”受到火星的引力
参考答案:A、根据万有引力提供向心力GMmr2=m4π2rT2,知道了轨道半径和周期,可以求出中心天体(火星)的质量,故A正确;
B、由于不知道火星的半径,所以无法求出火星的密度,故B错误;
C、环绕天体(火卫一)的质量在分析时已约去,不能求出.故C错误;
D、由于不知道火卫一的质量,所以无法求出“火卫一”受到火星的引力,故D错误.
故选A
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火加速后,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如图,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是( )
A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B.卫星在轨道3上的机械能大于在轨道1上的机械能
C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D.卫星在轨道2上经过P点时的速度大于它在轨道3上经过P点时的速度