題目列表(包括答案和解析)
2012年10月15日,奧地利著名極限運動員鮑姆加特納乘坐熱氣球從距地面高度約39km的高空跳下,并成功著陸.如圖所示.該熱氣球由太空艙,繩索和氣囊三部分組成.氣囊與太空艙之間利用繩索連接.在加熱過程中氣囊中氣體受熱膨脹.密度變小,一部分氣體逸出,當熱氣球總重力小于浮力時便開始上升.
假定鮑姆加特納是在豎直方向上運動的,并經(jīng)歷了以下幾個運動階段:他首先乘坐熱氣球從地面開始加速上升到離地高h1=1km處,此階段繩索對太空艙向上的總拉力恒為F1=3002.5N;接著再勻速上升到離地面高h2=38km處,此階段繩索對太空艙向上的總拉力恒為F2=3000N;然后再減速上升到離地高h3=39km處,此階段繩索對太空艙向上的總拉力恒為F3=2997.5N;他在上升過程中共用時t1=1×104s,在離地高39km處立即跳下.自由下落t2=4min后速度已超過音速,最后打開降落傘,又用時t3=16min又安全到達地面.忽略髙度對g的影響,取g=10N/kg.求:
①從離開地面到安全返回地面的整個過程中,運動員的平均速度是多少?(結果取整數(shù))
②在熱氣球上升過程中.繩索對太空艙向上的總拉力做功的平均功率是多少?
③當熱氣球上升到離地高20km處.若熱氣球總質(zhì)量(含氣囊里面氣體)m=7.18×104kg,整個熱氣球的體積V=8×105m3,整個熱氣球受到的空氣阻力f=2×103N,不考慮氣流(或風) 對熱氣球的影響.則此高度處的空氣密度是多少?
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