繼1999年11月20日我國“神州一號(hào)”無人駕駛載人飛船的成功發(fā)射和回收后,我國又已經(jīng)成功發(fā)送了“神州二號(hào)”、“神州三號(hào)”、“神州四號(hào)”無人宇宙飛船.所了解,我國將要按計(jì)劃發(fā)送首架載人航天飛船--“神州五號(hào)”上天.屆時(shí)我國宇宙員將乘我國自行研制的載人飛船遨游太空.
(1)為了使飛船到達(dá)上述速度需要一個(gè)加速過程,在加速過程中,宇航員處于超重狀態(tài).人們把這種狀態(tài)下宇航員對(duì)座椅的壓力與靜止在地球表面時(shí)的重力的比值稱為耐受力值,用k表示.選擇宇航員時(shí),要求他在此狀態(tài)下的耐受力值為4≤k≤12,試求飛船在豎直向上發(fā)射時(shí)的加速度值的變化范圍;
(2)若飛船繞地球運(yùn)行的軌道離地面高度為400km,已知地球半徑為6400km,地球表面重力加速度g=10m/s2,求此飛船的速度.(保留2位有效數(shù)字)
分析:(1)宇航員受重力和支持力,根據(jù)牛頓第二定律求得加速度值的變化范圍.
(2)衛(wèi)星所需向心力由萬有引力提供列出等式求解.
解答:解:(1)由題意知,宇航員對(duì)座椅的壓力為       
FN=kmg
根據(jù)牛頓第二定律,得
FN-mg=ma
a=
FN-mg
m
=
kmg-mg
m
=(k-1)g

當(dāng)4≤k≤12時(shí),3g≤a≤11g
故加速度值的變化范圍為:30m/s2≤a≤110m/s2
(2)衛(wèi)星所需向心力由萬有引力提供,列出等式:
G
Mm
(R+h)2
=m
v2
R+h
又因?yàn)?table cellpadding="-1" cellspacing="-1" style="margin-right:1px">
GM
R2
=g
聯(lián)立解得 v=
gR2
R+h
=7.8×103m/s

答:(1)飛船在豎直向上發(fā)射時(shí)的加速度值的變化范圍是30m/s2≤a≤110m/s2
(2)此飛船的速度是7.8×103m/s.
點(diǎn)評(píng):求解加速度我們首先應(yīng)該考慮牛頓第二定律.
向心力的公式選取要根據(jù)題目提供的已知物理量或所求解的物理量選取應(yīng)用.
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科目:高中物理 來源: 題型:

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(1)為了使飛船到達(dá)上述速度需要一個(gè)加速過程,在加速過程中,宇航員處于超重狀態(tài)。人們把這種狀態(tài)下宇航員對(duì)座椅的壓力與靜止在地球表面時(shí)的重力的比值稱為耐受力值,用k表示。選擇宇航員時(shí),要求他在此狀態(tài)下的耐受力值為4 ≤ k ≤ 12,試求飛船在豎直向上發(fā)射時(shí)的加速度值的變化范圍;

(2)若飛船繞地球運(yùn)行的軌道離地面高度為400km,已知地球半徑為6400km,地球表面重力加速度g=10m/s2,求此飛船的速度。(保留2位有效數(shù)字)

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(2)若飛船繞地球運(yùn)行的軌道離地面高度為400km,已知地球半徑為6400km,地球表面重力加速度g=10m/s2,求此飛船的速度。(保留2位有效數(shù)字)

 

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科目:高中物理 來源:2010年江蘇省蘇州市紅心中學(xué)高三上學(xué)期摸底考試物理試題 題型:計(jì)算題

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