2005年6月17日，美國密執(zhí)安大學(xué)五名學(xué)習(xí)航空航天工程的大學(xué)生搭乘NASA的飛艇參加了“微重力學(xué)生飛行機(jī)會計(jì)劃”.飛行員將飛艇開到6000m的高空后，讓其由靜止下落，以模擬一種微重力的環(huán)境，下落過程中飛艇所受空氣阻力為其重力的0.04倍，這樣，可以獲得持續(xù)25s之久的失重狀態(tài)，大學(xué)生們就可以進(jìn)行微重力影響下的實(shí)驗(yàn)，后接著飛艇又做勻減速運(yùn)動(dòng).若飛艇離地面的高度不得低于500m，重力加速度g取10m/s2，試計(jì)算：

(1)飛艇在25s內(nèi)所下落的高度；

(2)在飛艇后來的減速過程中，大學(xué)生對座位的壓力是重力的多少倍?

(1)設(shè)飛艇在25s內(nèi)下落的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律可得mg-F1=ma1，

解得a1=m/s2=9.6m/s2，

所以飛艇在25s內(nèi)下落的高度為h1=a1t2=×9.6×252m=3000m.

(2)25s后，飛艇將做減速運(yùn)動(dòng)，減速時(shí)飛艇的初速度v

為：v=a1t=9.6×25m/s=240m/s.

減速運(yùn)動(dòng)下落的最大高度h2為：

h2=6000m-3000m-500m=2500m

減速運(yùn)動(dòng)飛艇的加速度大小a2至少為：a2=m/s2=11.52m/s2

所以飛艇對大學(xué)生的支持力FN為：FN=m′(g+a2)=2.15m′g

由牛頓第三定律可知FN′=-FN，即大學(xué)生對座位的壓力是重力的2.15倍.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

“神舟”六號飛船完成了預(yù)定空間科學(xué)和技術(shù)試驗(yàn)任務(wù)后，返回艙于2005年10月17日4時(shí)11分開始從太空向地球表面按預(yù)定軌道返回．在離地l0km的高度返回艙打開阻力降落傘減速下降，返回艙在這一過程中所受空氣阻力與速度的平方成正比，比例系數(shù)（空氣阻力系數(shù)）為k．已知返回艙的總質(zhì)量M=3000kg，所受空氣浮力恒定不變，且認(rèn)為豎直降落．從某時(shí)刻起開始計(jì)時(shí)，返回艙的運(yùn)動(dòng)v-t圖象如圖中的AD曲線所示，圖中AB是曲線在A點(diǎn)的切線，切線交于橫軸于B點(diǎn)的坐標(biāo)為（ 10，0 ），CD是AD的漸近線，亦是平行于橫軸的直線，交縱軸于C點(diǎn)，C點(diǎn)的坐標(biāo)為（ 0，6 ）．請解決下列問題：（取g=10m/s2）
（1）在初始時(shí)刻v0=160m/s時(shí)，它的加速度多大？
（2）推證空氣阻力系數(shù)k的表達(dá)式并算出其數(shù)值；
（3）返回艙在距地高度h=10m時(shí)，飛船底部的4個(gè)反推力小火箭點(diǎn)火工作，使其速度由6m/s迅速減至1m/s后落在地面上． 若忽略燃料質(zhì)量的減少對返回艙總質(zhì)量的影響，并忽略此段速度變化而引起空氣阻力的變化，試估算每支小火箭的平均推力（計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

“神舟”六號飛船完成了預(yù)定空間科學(xué)和技術(shù)試驗(yàn)任務(wù)后，返回艙于2005年10月17日4時(shí)11分開始從太空向地球表面按預(yù)定軌道返回。在離地l0km的高度返回艙打開阻力降落傘減速下降，返回艙在這一過程中所受空氣阻力與速度的平方成正比，比例系數(shù)（空氣阻力系數(shù)）為k。已知返回艙的總質(zhì)量M =3000kg，所受空氣浮力恒定不變，且認(rèn)為豎直降落。從某時(shí)刻起開始計(jì)時(shí)，返回艙的運(yùn)動(dòng)v — t圖象如圖中的AD曲線所示，圖中AB是曲線在A點(diǎn)的切線，切線交于橫軸于B點(diǎn)的坐標(biāo)為（ 10，0 ），CD是AD的漸近線，亦是平行于橫軸的直線，交縱軸于C點(diǎn)，C點(diǎn)的坐標(biāo)為（ 0，6 ）。請解決下列問題：（取g=10 m/ s2）

   （1）在初始時(shí)刻v0 = 160m/s時(shí)，它的加速度多大?

   （2）推證空氣阻力系數(shù)k的表達(dá)式并算出其數(shù)值；

   （3）返回艙在距地高度h = 10m時(shí), 飛船底部的4個(gè)反推力小火箭點(diǎn)火工作, 使其速度由6m/s迅速減至1m/s后落在地面上。 若忽略燃料質(zhì)量的減少對返回艙總質(zhì)量的影響, 并忽略此階段速度變化而引起空氣阻力的變化, 試估算每支小火箭的平均推力（計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

2005年6月17日，美國密執(zhí)安大學(xué)五名學(xué)習(xí)航空航天工程的大學(xué)生搭乘NASA的飛艇參加了“微重力學(xué)生飛行機(jī)會計(jì)劃”.飛行員將飛艇開到6 000 m的高空后，讓其由靜止下落，以模擬一種微重力的環(huán)境，下落過程中飛艇所受空氣阻力為其重力的0.04倍，這樣，可以獲得持續(xù)25 s之久的失重狀態(tài)，大學(xué)生們就可以進(jìn)行微重力影響下的實(shí)驗(yàn)，后接著飛艇又做勻減速運(yùn)動(dòng).若飛艇離地面的高度不得低于500 m，重力加速度g取10 m/s2，試計(jì)算：

（1）飛艇在25 s內(nèi)所下落的高度；

（2）在飛艇后來的減速過程中，大學(xué)生對座位的壓力是重力的多少倍？

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科目：高中物理 來源：2011年廣東省惠州市龍門中學(xué)高考物理模擬試卷（二）（解析版） 題型：解答題

“神舟”六號飛船完成了預(yù)定空間科學(xué)和技術(shù)試驗(yàn)任務(wù)后，返回艙于2005年10月17日4時(shí)11分開始從太空向地球表面按預(yù)定軌道返回．在離地l0km的高度返回艙打開阻力降落傘減速下降，返回艙在這一過程中所受空氣阻力與速度的平方成正比，比例系數(shù)（空氣阻力系數(shù)）為k．已知返回艙的總質(zhì)量M=3000kg，所受空氣浮力恒定不變，且認(rèn)為豎直降落．從某時(shí)刻起開始計(jì)時(shí)，返回艙的運(yùn)動(dòng)v-t圖象如圖中的AD曲線所示，圖中AB是曲線在A點(diǎn)的切線，切線交于橫軸于B點(diǎn)的坐標(biāo)為（ 10，0 ），CD是AD的漸近線，亦是平行于橫軸的直線，交縱軸于C點(diǎn)，C點(diǎn)的坐標(biāo)為（ 0，6 ）．請解決下列問題：（取g=10m/s2）
（1）在初始時(shí)刻v=160m/s時(shí)，它的加速度多大？
（2）推證空氣阻力系數(shù)k的表達(dá)式并算出其數(shù)值；
（3）返回艙在距地高度h=10m時(shí)，飛船底部的4個(gè)反推力小火箭點(diǎn)火工作，使其速度由6m/s迅速減至1m/s后落在地面上． 若忽略燃料質(zhì)量的減少對返回艙總質(zhì)量的影響，并忽略此段速度變化而引起空氣阻力的變化，試估算每支小火箭的平均推力（計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字）．

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