16．飛船返回艙返回過程一般可簡(jiǎn)化為以下過程：在高空，空氣非常稀薄，可不考慮空氣阻力，在豎直方向可視為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)；在返回艙下降至距地面一定髙度時(shí)，空氣阻力不可忽略，可視為加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，然后勻速下落的距離為h；此后，開動(dòng)反推力火箭，可視為勻減速直線運(yùn)動(dòng)，使其平穩(wěn)降落到地面，到達(dá)地面時(shí)的速度為0，該過程中所用時(shí)間為t．已知返回艙勻加速下落后所受阻力大小與速度大小的關(guān)系可表示為f=kv2，返回艙的質(zhì)量為m，不考慮返回艙降落過程中質(zhì)量的變化，重力加速度始終為g．求：
（1）返回艙下落的最大速度和勻速下落過程中克服空氣阻力做的功；
（2）返回艙反推力火箭的推力與空氣阻力的合力大�。�

分析 （1）返回艙下落過程中，合力為零，速度最大，根據(jù)平衡條件求最大速度．根據(jù)功的計(jì)算公式求勻速下落過程中克服空氣阻力做的功；
（2）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出開動(dòng)反推力火箭后返回艙的加速度，再由牛頓第二定律求推力與空氣阻力的合力大小．

解答 解：（1）返回艙下落過程中，合力為零，速度最大，則有  mg=kvm2．
可得返回艙下落的最大速度 vm=$\sqrt{\frac{mg}{k}}$
勻速下落過程中克服空氣阻力做的功：W=kvm2h=mgh；
（2）開動(dòng)反推力火箭后返回艙減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為
    a=$\frac{{v}_{m}}{t}$=$\frac{\sqrt{kmg}}{kt}$
根據(jù)牛頓第二定律得 F-mg=ma
可得，返回艙反推力火箭的推力與空氣阻力的合力大小 F=mg+m$\frac{\sqrt{kmg}}{kt}$．
答：
（1）返回艙下落的最大速度為$\sqrt{\frac{mg}{k}}$，勻速下落過程中克服空氣阻力做的功為mgh；
（2）返回艙反推力火箭的推力與空氣阻力的合力大小為mg+m$\frac{\sqrt{kmg}}{kt}$．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵是明確返回艙的運(yùn)動(dòng)過程，知道其合力為零時(shí)速度最大，還要知道加速度是聯(lián)系力和運(yùn)動(dòng)的橋梁．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．如圖所示，輕質(zhì)不可伸長(zhǎng)的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿隊(duì)M、N上的a、b兩點(diǎn)，懸掛衣服的衣架鉤是光滑的，掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)．如果只人為改變一個(gè)條件，當(dāng)衣架靜止時(shí)，下列說法正確的是（　　）
A．繩的右端上移到b′，繩子拉力變大
B．將桿N向右移一些，繩子拉力不變
C．繩的兩端高度差越小，繩子拉力越小
D．若換掛質(zhì)量更大的衣服，則衣服架懸掛點(diǎn)不變

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

7．高空拋物是一種不文明的危險(xiǎn)行為．如果從離地高h(yuǎn)=20m的七樓窗口以v0=5m/s的初速度水平拋出一個(gè)質(zhì)量m=0.02kg的易拉罐，不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2．求：
（1）易拉罐拋出時(shí)的動(dòng)能；
（2）易拉罐在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（3）如果以相同的初速度將易拉罐從十樓拋出，其落地時(shí)的動(dòng)能將大于從七樓拋出落地時(shí)的動(dòng)能（選填“大于”或“小于”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

4．酒駕是非常危險(xiǎn)的，我國(guó)已制定相關(guān)法律嚴(yán)禁酒駕和醉駕行為．某駕駛員酒后開車，車速為72km/h，當(dāng)他看到前方50m遠(yuǎn)處的障礙物時(shí)開始剎車，其反應(yīng)時(shí)間為1.5s（從意識(shí)到應(yīng)該停車到操作剎車的時(shí)間），在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，剎車制動(dòng)后汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度的大小為5m/s2．
①求反應(yīng)時(shí)間內(nèi)汽車勻速運(yùn)動(dòng)的距離；
②通過計(jì)算說明汽車能否在撞到障礙物之前停下來．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

11．半徑為a、右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長(zhǎng)為2a的導(dǎo)體直桿，它們單位長(zhǎng)度電阻均為R0，圓環(huán)水平固定放置，環(huán)內(nèi)區(qū)域分布著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．直桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直桿始終與圓環(huán)良好接觸，其位置由θ確定．求：
（1）當(dāng)θ=$\frac{π}{3}$時(shí)，直桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E的大��；
（2）當(dāng)導(dǎo)體直桿處于如圖所示位置，且θ=$\frac{π}{3}$時(shí)，直桿受的安培力F的大小．

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科目：高中物理 來源：2016-2017學(xué)年新疆兵團(tuán)農(nóng)二師華山中學(xué)高一上期中物理卷（解析版） 題型：計(jì)算題

從離地500 m的空中由靜止開始自由落下一個(gè)小球，求：

（1）經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間小球落到地面；

（3）小球落地前最后1 s內(nèi)的位移．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

4．如圖所示，設(shè)小球沿彎曲軌道從靜止滑下后能滑上圓環(huán)O，圓環(huán)部分有一個(gè)對(duì)稱于通過環(huán)體中心豎直線的缺口AB，已知圓環(huán)的半徑為R，缺口的圓心角∠AOB=2α=106°，忽略一切摩擦．（sin37°=0.5，cos37°=0.8）問：
（1）若小球從過圓環(huán)的中心O的等高線處（h0=R）由靜止開始滑下，則在最低點(diǎn)小球?qū)壍赖膲毫κ嵌嗌伲?br />（2）為使小球恰好能沿圓環(huán)到達(dá)A點(diǎn)，小球滑下的高度h1又為多少？
（3）為使小球飛離圓環(huán)O缺口并重新回到圓環(huán)，小球滑下的高度h2又為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

1．如圖所示，左邊足夠長(zhǎng)，高H=0.45m的水平臺(tái)面右端有一以v0=2m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的水平傳送帶BC與其理想連接，在該水平臺(tái)面右邊豎直面CD的右端x=0.4m處也有一高度h=0.25m的足夠長(zhǎng)水平臺(tái)面，其左端豎直面EF也是豎直方向，F(xiàn)點(diǎn)為平臺(tái)的左端點(diǎn)．一質(zhì)量m=1kg的小物塊靜止在水平臺(tái)面A點(diǎn)處．設(shè)A與傳送帶在端點(diǎn)B的距離為s，現(xiàn)用F=2N的恒力作用在小物塊上使其向右運(yùn)動(dòng)，已知小物塊與水平臺(tái)面以及傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，傳送帶的長(zhǎng)度L=1.5m，傳送帶的滑輪大小可以忽略，重力加速度取g=10m/s2．

（1）若恒力F作用一段時(shí)間后即撤去，小物塊滑上傳送帶時(shí)速度恰好為零，求小物塊離開傳送帶后，第一落點(diǎn)的位置到F點(diǎn)的距離；
（2）若A與傳送帶左端點(diǎn)B的距離為s=0.5m，小物塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶右端點(diǎn)C處即撤去恒力；求小物塊離開傳送帶后，第一落點(diǎn)到F點(diǎn)的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

2．甲、乙兩名滑冰運(yùn)動(dòng)員，M甲=60kg，M乙=40kg，面對(duì)面拉著彈簧測(cè)力計(jì)做圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行滑冰表演，如圖所示．兩人相距0.8m，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為9.2N，下列判斷中正確的是（　�。�
A．兩人的運(yùn)動(dòng)半徑不同，甲為0.32m，乙為0.48m
B．兩人的運(yùn)動(dòng)半徑相同，都是0.45m
C．兩人的線速度相同，約為40m/s
D．兩人的角速度相同，約為6rad/s

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