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“神舟五号”返回地球,穿越大气层后,在一定的高度打开阻力降落伞进一步减速下降,这一过程中若返回舱所受的空气阻力与速度的平方成正比,所受空气浮力

题文

“神舟五号”返回地球,穿越大气层后,在一定的高度打开阻力降落伞进一步减速下降,这一过程中若返回舱所受的空气阻力与速度的平方成正比(设比例系数为k),所受空气浮力恒定不变,且认为返回舱竖直降落.从某时刻开始计时,返回舱运动的v~t图象如图中的AD曲线所示,图中AB是曲线在A点的切线,切线交于横轴上一点B,其坐标为(6,0),CD是曲线AD的渐近线,假如返回舱的总质量M=400kg,g取10
m/s2,试问:
(1)开始计时时返回舱的加速度多大?
(2)在这一阶段返回舱所受的浮力多大?(保留到整数)


魔方格

题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)零时刻的加速度等于AB直线的斜率,故
a=120-06=20m/s2             
即开始计时时返回舱的加速度大小为20m/s2
(2)在A点返回舱受到重力、浮力和空气阻力,根据牛顿第二定律,有
kv20+F浮-Mg=Ma…①
当以最大速度匀速行驶时,有
kv2m+F浮-Mg=0…②
由①式和②式得
F浮=Mgv20-M(a+g)v2mv20-v2m                          
F浮=400×10×1202-400×(20+10)×161202-42         
F≈3991N                                      
即在这一阶段返回舱所受的浮力为3991N.

解析

120-06

考点

据考高分专家说,试题““神舟五号”返回地球,穿越大气层后,在一.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。

滑动摩擦力、动摩擦因数

滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。

滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。

滑动摩擦力的方向:

总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:

滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。 
滑动摩擦力的作用效果:

总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。

静摩擦力和滑动摩擦力:


“神舟五号”返回地球,穿越大气层后,在一定的高度打开阻力降落伞进一步减速下降,这一过程中若返回舱所受的空气阻力与速度的平方成正比,所受空气浮力


“神舟五号”返回地球,穿越大气层后,在一定的高度打开阻力降落伞进一步减速下降,这一过程中若返回舱所受的空气阻力与速度的平方成正比,所受空气浮力

摩擦力大小的计算方法:

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