为了使航天员适应在失重环境下的工作和生活,国家航天局需对航天员进行相应训练.如图所示,训练机沿30°倾角爬升到7 000 m高空后,向上拉起,沿竖直方向向上做匀减速运动,拉起后向上的初速度为200 m/s,加速度大小为g.当训练机上升到最高点后立即掉头向下,做竖直向下的加速运动,加速度大小仍为g,在此段时间内模拟出完全失重.为了安全,当训练机离地2 000 m高时必须拉起,且训练机速度达到350 m/s后必须终止失重训练,取g=10 m/s2.求:
(1)训练机上升过程中离地的最大高度;
(2)训练机运动过程中,模拟完全失重的时间.
高三物理计算题中等难度题
为了使航天员适应在失重环境下的工作和生活,国家航天局需对航天员进行相应训练.如图所示,训练机沿30°倾角爬升到7 000 m高空后,向上拉起,沿竖直方向向上做匀减速运动,拉起后向上的初速度为200 m/s,加速度大小为g.当训练机上升到最高点后立即掉头向下,做竖直向下的加速运动,加速度大小仍为g,在此段时间内模拟出完全失重.为了安全,当训练机离地2 000 m高时必须拉起,且训练机速度达到350 m/s后必须终止失重训练,取g=10 m/s2.求:
(1)训练机上升过程中离地的最大高度;
(2)训练机运动过程中,模拟完全失重的时间.
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为了使航天员能适应在失重环境下的工作和生活,国家航天局组织对航天员进行失重训练。故需要创造一种失重环境;航天员乘坐到民航客机上后,训练客机总重5×104kg,以200m/s速度沿300倾角爬升到7000米高空后飞机向上拉起,沿竖直方向以200m/s 的初速度向上作匀减速直线运动,匀减速的加速度为g,当飞机到最高点后立即掉头向下,仍沿竖直方向以加速度为g加速运动,在前段时间内创造出完全失重,当飞机离地2000米高时为了安全必须拉起,后又可一次次重复为航天员失重训练。若飞机飞行时所受的空气阻力f=Kv(k=900N·s/m),每次飞机速度达到350m/s 后必须终止失重训练(否则飞机可能失速)。
求:(1)飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。
(2)飞机下降离地4500米时飞机发动机的推力(整个运动空间重力加速度不变)。
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(12分)为了使航天员能适应在失重环境下是的工作和生活,国家航天局组织对航天员进行失重训练。故需要创造一种失重环境;航天员乘坐到民航客机上后,训练客机总重5×104kg,以200m/s速度沿300倾角爬升到7000米高空后飞机向上拉起,沿竖直方向以200m/s 的初速度向上作匀减速直线运动,匀减速的加速度为g,当飞机到最高点后立即掉头向下,仍沿竖直方向以加速度为g加速运动,在前段时间内创造出完全失重,当飞机离地2000米高时为了安全必须拉起,后又可一次次重复为航天员失重训练。若飞机飞行时所受的空气阻力f=Kv(k=900N·s/m),每次飞机速度达到350m/s 后必须终止失重训练(否则飞机可能失速)。
求:(1)飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。
(2)飞机下降离地4500米时飞机发动机的推力(整个运动空间重力加速度不变)。
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为了使航天员能适应失重环境下的工作和生活,国家航天局组织对航天员进行失重训练时创造出了一种失重环境。航天员乘坐在总质量m=5×104kg的训练飞机上,飞机以200 m/s的速度与水平面成30°倾角匀速飞升到7 000 m高空时向上拉起,沿竖直方向以v0=200 m/s的初速度向上做匀减速直线运动,匀减速的加速度大小为g,当飞机到最高点后立即掉头向下,沿竖直方向以加速度g做匀加速运动,这段时间内便创造出了完全失重的环境。当飞机离地2 000 m高时,为了安全必须拉起,之后又可一次次重复为航天员提供失重训练。若飞机飞行时所受的空气阻力F=kv(k=900 N·s/m),每次飞机速度达到350 m/s后必须终止失重训练(否则飞机可能失控)。求:(整个运动过程中,重力加速度g的大小均取10 m/s2)
(1)飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。
(2)飞机从最高点下降到离地4 500 m时飞机发动机的推力。
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为了使航天员能适应失重环境下的工作和生活,国家航天局组织对航天员进行失重训练时创造出了一种失重环境。航天员乘坐在总质量m=5×104kg的训练飞机上,飞机以200 m/s的速度与水平面成30°倾角匀速飞升到7 000 m高空时向上拉起,沿竖直方向以v0=200 m/s的初速度向上做匀减速直线运动,匀减速的加速度大小为g,当飞机到最高点后立即掉头向下,沿竖直方向以加速度g做匀加速运动,这段时间内便创造出了完全失重的环境。当飞机离地2 000 m高时,为了安全必须拉起,之后又可一次次重复为航天员提供失重训练。若飞机飞行时所受的空气阻力F=kv(k=900 N·s/m),每次飞机速度达到350 m/s后必须终止失重训练(否则飞机可能失控)。求:(整个运动过程中,重力加速度g的大小均取10 m/s2)
(1)飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。
(2)飞机从最高点下降到离地4 500 m时飞机发动机的推力。
【答案】(1) 55s (2) 2.7×105N
【解析】试题分析:飞机先以加速度g减速上升,再以加速度g加速下降,判断速度达到350m/s与离地2000m哪一个先到则结束训练周期,根据运动学公式列式计算即可。
(1)上升时间: ,
上升高度为: ,
竖直下落速度达到时,下落高度: ,
此时飞机离地高度为,所以,
飞机一次上下为航天员创造的完全失重的时间为: ;
(2)飞机离地4500m>2875m,仍处于完全失重状态,飞机自由下落的高度为,此时飞机的速度为,
由于飞机加速度为g,所以推力F应与空气阻力大小相等,即。
点晴:解决本题的关键是分析清楚飞机的运动情况,然后对其运用运动学公式列式计算,注意判定速度与高度限制谁先达到是关键。
【题型】解答题
【结束】
17
在半径R=5000 km 的某星球表面,宇航员做了如下实验.实验装置如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m=0.2 kg 的小球从轨道AB上高H处的某点静止滑下,用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出相应的F大小,F随H的变化关系如图乙所示.求:
(1)圆轨道的半径.
(2)该星球的第一宇宙速度.
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