精英家教網(wǎng)“神舟”五號在返回的過程中，為了使返回艙能安全著陸，需在10km的高度上打開降落傘．返回艙上的靜壓高度控制器通過測量大氣壓強判定高度．靜壓高度控制器通過氣體對單位面積的壓力大小來計算高度．當外界大氣溫度發(fā)生變化時，固定容器內氣體壓強發(fā)生變化（壓強與溫度在理想狀況下成正比），氣體對側面的壓力通過靜壓高度控制器顯示，（如圖）．已知地面溫度為27℃，壓強為1.0×105Pa，容器內壁與靜壓控制器連接部分側面積為20cm2，假設氣體為理想氣體，在10km以內每升高1km溫度下降6℃，求在8km高度時，靜壓控制器示數(shù)．
分析：根據(jù)溫度與高度的關系，找出在不同的高度時氣體的溫度大小，在根據(jù)壓強與溫度成正比得出壓強的大小．
解答：解：在理想狀況下氣體壓強與氣體溫度成正比，
設為p=kT   T=273+t
在10km以內每升高1km溫度下降60C，
則8km時
T1=T0-6×8=300-48=252K  
由已知條件  p1=kT1    p2=kT2
∵p1=1.0×105Pa      T1=300K    T2=252K
∴p2=8.4×104Pa    
F=p2S=8.4×104×20×10-4=168N．
答：靜壓控制器示數(shù)為168N．
點評：本題的關鍵是氣體的溫度隨著高度會不斷的變化，同時大氣的壓強也是不斷的變化的，找出在8km高度時的壓強就可與計算氣體對側面的壓力．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

2003年10月15日上午9時，質量約為8t的“神舟”五號飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由長征二號F型運載火箭發(fā)射升空，16日凌晨6點28分，飛船載人艙在內蒙古中部阿木古朗草原地區(qū)安全著陸，中國首次進行載人航天飛行獲得圓滿成功，我國載人航天事業(yè)取得了舉世矚目的成就．試回答如下問題（g取10m/s2）：
（1）飛船垂直地面發(fā)射升空，在加速上升過程中宇航員處于超重狀態(tài)，人們把這種狀態(tài)下飛船的視重與靜止在地球表面時飛船的重力的比值稱為耐受力值，用K表示．若飛船發(fā)射時加速度的變化范圍是20m/s2≤a≤100m/s2，則宇航員的耐受力值范圍是多少？
（2）“神舟”五號飛船返回艙降到距地面約10km時，回收著陸系統(tǒng)啟動工作，設經(jīng)過一段時間后，在臨近地面時降落傘使返回艙以7.0m/s的速度勻速豎直下降．在距地面約1.0m時，返回艙的4個相同的反推火箭發(fā)動機同時點火工作，使返回艙以不大于3.0m/s的速度接觸地面，實現(xiàn)軟著陸．若返回艙的質量約為2.7t，求一個反推火箭發(fā)動機產(chǎn)生的推力至少是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

楊利偉同志乘坐我國自己開發(fā)和制造的“神舟”五號載人飛船于10月15日上午9時升空，繞地球運動14圈于10月16日凌晨6點23分在內蒙古四子王旗回收場安全著陸，這是我國航天事業(yè)上取得的又一光輝業(yè)績．在“神舟”五號飛船返回艙距 地面20km高度時，速度減為200m/s，此后豎直勻速下降，到距地面10km為止．此過程中返回艙所受空氣阻力f=
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ρv2S，式中ρ為大氣密度，v為返回艙的運動速度，S為與形狀特征有關的阻力面積．當返回艙距地面10km時，打開阻力面積為1200m2的降落傘，直到速度降到8.0m/s后勻速下落．為實現(xiàn)軟著陸（要求著地時返回艙速度為零），當返回艙距地面1.2m時反沖發(fā)動機點火，使返回艙著地時速度為零．返回艙的質量3.0×103kg，g取10m/s2．
（1）用字母表示出返回艙在速度200m/s時的質量．
（2）分析打開降落傘從傘開始撐開到反沖發(fā)動機點火前，返回艙的加速度和速度的變化情況．
（3）求反沖發(fā)動機的平均反推力的大小及反沖發(fā)動機對返回艙所做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

2003年10月15日9時整，我國“神舟”五號載人飛船發(fā)射成功，飛船繞地球14圈后，于10月16日6時23分安全返回．在“神舟”五號飛船返回艙距地面20km高度時，速度減為200m/s，此后豎直勻速下降；當返回艙距地面10km時，打開阻力面積為1200m2的降落傘，直至速度降到8.0m/s時再次勻速下落．為實現(xiàn)軟著陸（要求著地時返回艙速度為零），當返回艙距地面1.2m時反沖發(fā)動機點火，使返回艙著地時速度減為零．
（1）試估算“神舟”五號載人飛船繞地球運行的周期T為多少秒？（保留兩位有效數(shù)字）
（2）假設返回艙勻速下降時受空氣阻力為F f=
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ρv2S，式中ρ為大氣密度，v為返回艙運動速度，S為與形狀有關的受阻力面積．請用字母表示出返回艙在以速度v豎直勻速下降時的質量（設地球表面的重力加速度為g）；
（3）若把“神舟”五號載人飛船的繞地運行看作是在某一軌道上的勻速圓周運動，設其繞地球運行的周期為T、地球表面的重力加速度為g、地球半徑為R，試分別寫出與“神舟”五號載人飛船有關的物理量：離地面的高度h、運行的線速度v、運行的向心加速度a的表達式（用T、g、R表示，不必代入數(shù)據(jù)計算）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（15分）楊利偉同志乘坐我國自己開發(fā)和制造的“神舟”五號載人飛船于10月15日上午9時升空，繞地球運動14圈于10月16日凌晨6點23分在內蒙古四子王旗回收場安全著陸，這是我國航天事業(yè)上取得的又一光輝業(yè)績。在“神舟”五號飛船返回艙距 地面20km高度時，速度減為200m/s，此后豎直勻速下降，到距地面10km為止。此過程中返回艙所受空氣阻力，式中為大氣密度，為返回艙的運動速度，S為與形狀特征有關的阻力面積。當返回艙距地面10km時，打開阻力面積為1200m2的降落傘，直到速度降到8.0m/s后勻速下落。為實現(xiàn)軟著陸（要求著地時返回艙速度為零），當返回艙距地面1.2m時反沖發(fā)動機點火，使返回艙著地時速度為零。返回艙的質量3.0×103kg，g取10m/s2。

（1）用字母表示出返回艙在速度200m/s時的質量。

（2）分析打開降落傘從傘開始撐開到反沖發(fā)動機點火前，返回艙的加速度和速度的變化情況。

（3）求反沖發(fā)動機的平均反推力的大小及反沖發(fā)動機對返回艙所做的功。

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