國家航天局曾利用教練機(jī)對航天員進(jìn)行失重訓(xùn)練．訓(xùn)練時(shí)，教練機(jī)從地面以一定的傾角爬升到8000米高空，然后以200m/s的初速度豎直向上作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為g，飛機(jī)到達(dá)最高點(diǎn)后立即掉頭，仍以加速度g豎直向下做加速運(yùn)動(dòng)．為了飛機(jī)安全，向下加速運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)不能低于2000米．求：飛機(jī)一次上下運(yùn)動(dòng)為航天員創(chuàng)造的完全失重的時(shí)間？

解：上升時(shí)間
上升的高度
加速下降的高度h2=8000+2000-2000m=8000m
由得，t2=40s
則飛機(jī)一次上下運(yùn)動(dòng)為航天員創(chuàng)造的完全失重的時(shí)間為t=t1+t2=60s．
答：飛機(jī)一次上下運(yùn)動(dòng)為航天員創(chuàng)造的完全失重的時(shí)間為60s．
分析：當(dāng)加速度向下，大小為g時(shí)，處于完全失重狀態(tài)，求出向上減速的時(shí)間和位移，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，兩個(gè)時(shí)間之和即為完全失重的總時(shí)間．
點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式以及位移時(shí)間公式和速度時(shí)間公式．
練習(xí)冊系列答案
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(13分)如圖所示為了使航天員能適應(yīng)在失重環(huán)境下時(shí)的工作和生活，國家航天局組織對航天員進(jìn)行失重訓(xùn)練，故需要?jiǎng)?chuàng)造一種失重環(huán)境。航天員乘坐在訓(xùn)練飛機(jī)上后，訓(xùn)練飛機(jī)總重3.6×104 kg,以200 m/s速度沿30°傾角爬升到7000 m高空后飛機(jī)向上拉起，沿豎直方向以200 m/s的初速度向上作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，勻減速的加速度為g，當(dāng)飛機(jī)到最高點(diǎn)后立即掉頭向下，仍沿豎直方向以加速度為g加速運(yùn)動(dòng)，在前段時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造出完全失重，當(dāng)飛機(jī)離地2000 m高時(shí)為了安全必須拉起，后又可一次次重復(fù)為航天員失重訓(xùn)練。若飛機(jī)飛行時(shí)所受的空氣阻力f = kv（k=900 N·s/m），每次飛機(jī)速度達(dá)到350 m/s后必須終止失重訓(xùn)練（否則飛機(jī)可能失速）。求(g = 10m/s2)：

（1）利用作圖法求出飛機(jī)在勻速爬升過程飛機(jī)的動(dòng)力。

（2）飛機(jī)一次上下運(yùn)動(dòng)為航天員創(chuàng)造的完全失重的時(shí)間。

（3）經(jīng)過幾次飛行后，駕駛員想在保持其它不變，在失重訓(xùn)練時(shí)間也不變的情況下，降低飛機(jī)拉起的高度（在B點(diǎn)前把飛機(jī)拉起）以節(jié)約燃油，若不考慮飛機(jī)的長度，則飛機(jī)勻速爬升的時(shí)間比原來可以少多少時(shí)間？

 

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