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2003年10月15日,我国成功发射了第一艘载人宇宙飞船“神舟”五号.火箭全长5...

2003年10月15日,我国成功发射了第一艘载人宇宙飞船“神舟”五号.火箭全长58.3m,起飞重量479. 8t,火箭点火升空,飞船进入预定轨道.“神舟”五号环绕地球飞行14圈约用时间21h.飞船点火竖直升空时,航天员杨利伟感觉“超重感比较强”,仪器显示他对座舱的最大压力等于他体重的5倍.飞船进入轨道后,杨利伟还多次在舱内飘浮起来.假设飞船运行的轨道是圆形轨道.(地球半径R取6. 4×103 km,地面重力加速度g取10m/s2,计算结果取二位有效数字)
(1)求火箭点火发射时,火箭的最大推力.
(2)估算飞船运行轨道距离地面的高度.
根据牛顿第二定律解出航天员的加速度,此加速度也是飞船的加速度,再对飞船列牛顿第二定律,解出其所需的推力;研究飞船绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式表示出周期,再根据已知量周期找出未知量轨道半径. 【解析】 (1)火箭点火时,航天员受重力和支持力作用,支持力为N=5mg, 由牛顿第二定律:N-mg=ma, 解得a=4 g. 此加速度即火箭起飞时的加速度,火箭受到向上的推力F与向下的重力; 由牛顿第二定律:F-Mg=Ma, 解得火箭的最大推力为F=2.4×107N. (2)飞船绕地球做匀速圆周运动, 万有引力提供向心力:, 在地球表面,万有引力与重力近似相等,得,, 又T=1.5h=5.4×103s.  解得h=3.1×102 km. (1)火箭点火发射时,火箭的最大推力2.4×107N. (2)估算飞船运行轨道距离地面的高度3.1×102 km.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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