Question

7．如圖所示，重3噸的神舟十一號返回艙在距離地面十公里左右的高度先打開減速傘，經(jīng)16s速度從220m/s減至100m/s，此時減速傘與返回艙分離，同時打開住降落傘，返回艙進一步減速至8m/s，隨后勻速下降．當返回艙距離地面1m時，反推火箭點火，返回艙速度最終減至2m/s著陸．整個過程可視為豎直下落，求：
（1）打開減速傘的16s內(nèi)，宇航員處于超重還是始終狀態(tài)？
（2）返回艙以8m/s勻速下降過程中，傘繩對返回艙的拉力大小？
（3）若宇航員體重為70kg，反推火箭點火后宇航員對艙內(nèi)座椅的壓力大小．

Answer 1

分析 （1）失重狀態(tài)：當物體對接觸面的壓力小于物體的真實重力時，就說物體處于失重狀態(tài)，此時有向下的加速度；超重狀態(tài)：當物體對接觸面的壓力大于物體的真實重力時，就說物體處于超重狀態(tài)，此時有向上的加速度．
（2）根據(jù)平衡狀態(tài)求得拉力；
（3）根據(jù)運動學公式求得加速度，利用牛頓定律求得作用力

解答 解：（1）打開減速傘后，向下做減速運動，故處于超重狀態(tài)；
（2）返回艙勻速運動，根據(jù)受力平衡可知F=mg=30000N
（3）發(fā)動機點火后根據(jù)速度位移公式可知${v}^{2}{-v}_{0}^{2}=2ax$
解得a=30m/s²
根據(jù)牛頓第二定律可知F_N-mg=ma，解得F_N=2800N
根據(jù)牛頓第三定律可知人艙內(nèi)座椅的壓力大小為2800N
答：（1）打開減速傘的16s內(nèi)，宇航員處于超重狀態(tài)
（2）返回艙以8m/s勻速下降過程中，傘繩對返回艙的拉力大小為30000N
（3）若宇航員體重為70kg，反推火箭點火后宇航員對艙內(nèi)座椅的壓力大小為2800N

點評 本題主要考查了對超重失重現(xiàn)象的理解和牛頓第二定律的應用，要注意加速度是聯(lián)系受力與運動的橋梁．