下面是有關(guān)神州七號(hào)的消息:
2008年9月25日我國(guó)成功發(fā)射神舟七號(hào)載人飛船,標(biāo)志著我國(guó)航天事業(yè)取得重大進(jìn)展.飛船于21點(diǎn)10分04秒988毫秒發(fā)射升空,點(diǎn)火第120秒火箭拋掉助推器及逃逸塔;第159秒火箭一二級(jí)分離;第200秒整流罩分離;第500秒三級(jí)火箭關(guān)機(jī)!第583秒飛船與火箭分離;隨后飛船征常進(jìn)入預(yù)定軌道;神州七號(hào)飛船成功發(fā)射.運(yùn)行在高度約343公里的近圓軌道.
神舟七號(hào)飛船共計(jì)在軌飛行2天20小時(shí)27分鐘,予2008年9月28口17點(diǎn)37分成功著陸手中國(guó)內(nèi)蒙古四子王旗主著陸場(chǎng).
擔(dān)負(fù)此次飛行任務(wù)的火箭是“長(zhǎng)征二號(hào)F”運(yùn)載火箭,火箭和逃逸塔組合體整體高達(dá)58.3米、起飛質(zhì)量為479.8噸.
9月27日16:35航天員翟志剛打開(kāi)艙門(mén),開(kāi)始出艙活動(dòng),16:58航天員成功完成艙外活動(dòng)返回軌道艙內(nèi),出艙活動(dòng)的總里程約9165km.這是我國(guó)第一次實(shí)現(xiàn)艙外行走,這一活動(dòng)具有里程碑意思.
請(qǐng)根據(jù)所給信息完成下列問(wèn)題:(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
(1)必箭點(diǎn)火后豎直勻加速上升,經(jīng)120秒到達(dá)約為180公里的高度,試估算火箭點(diǎn)火后60秒加速度的大。
(2)請(qǐng)估算火箭起飛初試階段,發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的推力大。
(3)飛船在軌運(yùn)行是速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng),估算飛船在軌道上運(yùn)行時(shí)的平均速率.
分析:(1)由位移時(shí)間關(guān)系可得飛船加速階段的加速度.
(2)由牛頓第二定律可得發(fā)電機(jī)的推力.
(3)由s=vt可得飛船在軌道上的平均速率.
解答:解:(1)由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得:
s=
1
2
at2

解得:
a=
2s
t2
=
2×180×103
1202
m/s2=25m/s2

(2)由牛頓第二定律得:
F-mg=ma
解得:
F=mg+ma=479.8×103×10+479.8×103×25=1.68×107N
(3)由題意知出艙活動(dòng)的時(shí)間約23min飛船飛行了9165km,由:
s=vt
解得:
v=
s
t
=
9165×103
23×60
m/s=6.64×103m/s

答:
(1)火箭點(diǎn)火后60秒加速度的大小為25m/s2
(2)火箭起飛初試階段,發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的推力大小1.68×107N.
(3)飛船在軌道上運(yùn)行時(shí)的平均速率為6.64×103m/s.
點(diǎn)評(píng):本題是較簡(jiǎn)單的牛頓第二定律應(yīng)用,但是情形是比較新穎的,重點(diǎn)是剝離冗長(zhǎng)的題干描述,建立物理模型.
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