为了使航天员能适应在失重环境下是的工作和生活,国家航天局组织对航天员进行失重训练.故需要创造一种失重环境;航天员乘坐到民航客机上后,训练客机总重5×104kg,以20

发布时间:2020-08-13 00:05:36

为了使航天员能适应在失重环境下是的工作和生活,国家航天局组织对航天员进行失重训练.故需要创造一种失重环境;航天员乘坐到民航客机上后,训练客机总重5×104kg,以200m/s速度沿30°倾角爬升到7000米高空后飞机向上拉起,沿竖直方向以200m/s?的初速度向上作匀减速直线运动,匀减速的加速度为g,当飞机到最高点后立即掉头向下,仍沿竖直方向以加速度为g加速运动,在前段时间内创造出完全失重,当飞机离地2000米高时为了安全必须拉起,后又可一次次重复为航天员失重训练.若飞机飞行时所受的空气阻力f=Kv(k=900N?s/m),每次飞机速度达到350m/s?后必须终止失重训练(否则飞机可能失速).
求:(1)飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间.
(2)飞机下降离地4500米时飞机发动机的推力(整个运动空间重力加速度不变).
(3)经过几次飞行后,驾驶员想在保持其它不变,在失重训练时间不变的情况下,降低飞机拉起的高度(在B点前把飞机拉起)以节约燃油,若不考虑飞机的长度,计算出一次最多能节约的能量.

网友回答

解:(1)上升时间????
上升高度
判断当速度达到350m/s时,下落高度,此时离地高度为h+h上-h下=7000+2000-6125=2875>2000m,

所以一次上下创造的完全失重的时间为55s
(2)当飞机在离地4500m>2875m,所以飞机仍在完全失重状态,飞机自由下落的高度
h2=2000+7000-4500m=4500m
此时,
推力
(3)为了节约能量,那么让飞机在2000m是速度正好为350m/s,所以此时最大离地高度为2000+h下=8125m,故飞机拉起的高度为8125-h上=6125m,即比原来提前△h=7000-6125=875m拉起,飞机节省的能量就是在这875m中克服重力和阻力做的功之和(因为在这个过程飞机是匀速的,动能没有改变)
J
答:(1)飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间为55s.
(2)飞机下降离地4500米时飞机发动机的推力(整个运动空间重力加速度不变)2.7×105N.
(3)经过几次飞行后,驾驶员想在保持其它不变,在失重训练时间不变的情况下,降低飞机拉起的高度(在B点前把飞机拉起)以节约燃油,若不考虑飞机的长度,计算出一次最多能节约的能量为7.525×108J.
解析分析:(1)飞机完全失重时间分为竖直向上减速过程和竖直向下加速过程,分两段根据速度时间关系求解即可;
(2)根据第(1)问的求解,确定飞机离地4500m时飞机的运动状态,根据飞机所处的运动状态求飞机的速度即求出飞机所受的阻力,再根据阻力与推力平衡求推力的大小;
(3)飞机在不改变失重训练时间的情况下,降低飞机拉起的高度,可以减小飞机所达到的最大高度,在两者差值范围内飞机做匀速运动,节约的能量为在这段匀速运动内克服重力和阻力做功之和.

点评:本题关键是分析清楚飞机的运动情况,然后对其运用运动学公式列式计算,最后再结合牛顿第二定律列式计算.
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