【題目】一質量為8.00×104 kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面。飛船在離地面高度1.60×105 m處以7.5×103 m/s的速度進入大氣層,逐漸減慢至速度為100 m/s時下落到地面。取地面為重力勢能零點,在飛船下落過程中,重力加速度可視為常量,大小取為9.8 m/s2。(結果保留2位有效數(shù)字)

分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進入大氣層時的機械能;

求飛船從離地面高度600 m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功,已知飛船在該處的速度大小是其進入大氣層時速度大小的2.0%。

【答案】(1)2.4×1012J;(2)9.7×108J;

【解析】(1)飛船著地前瞬間的機械能為

式中,mv0分別是飛船的質量和著地前瞬間的速率。由①式和題給數(shù)據(jù)得

設地面附近的重力加速度大小為g,飛船進入大氣層時的機械能為

式中,vh是飛船在高度1.6×105 m處的速度大小。由③式和題給數(shù)據(jù)得

(2)飛船在高度h'=600 m處的機械能為

由功能原理得

式中,W是飛船從高度600 m處至著地瞬間的過程中克服阻力所做的功。由②⑤⑥式和題給數(shù)據(jù)得

W=9.7×108 J⑦

練習冊系列答案
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A. 一段時間后物塊a可能勻速運動

B. 一段時間后,摩擦力對物塊a可能做負功

C. 開始的一段時間內(nèi),重力對a做功的功率大于重力對b做功的功率

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A. 衛(wèi)星a的角速度大于c的角速度

B. 衛(wèi)星a的加速度大于b的加速度

C. 衛(wèi)星a的運行速度大于第一宇宙速度

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A. b繩拉力不可能為零

B. a繩的拉力隨角速度的增大而增大

C. 當角速度,b繩將出現(xiàn)拉力

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