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题目
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“神舟”七号飞船于2008年9月25日晚9时10分从酒泉卫星发射中心发射升空。飞船在太空预定轨道绕地球飞行了四十六圈。飞行期间,航天员飞行乘组在地面组织指挥和测控系统的协同配合下,顺利完成了空间出舱活动和一系列空间科学试验。28日17时37分, “神舟”七号飞船在内蒙古中部预定区域成功着陆。随后,执行飞行任务的航天员翟志刚、刘伯明和景海鹏安全出舱,中国神舟七号载人航天飞行获得圆满成功。飞船升空后,首先沿椭圆轨道运行,近地点约为200公里,远地点约为347公里。在绕地球飞行5圈后,地面发出指令,使飞船上的发动机在飞船到达远地点时自动点火,实行变轨,提高了飞船的速度,使得飞船在距地面343公里的圆轨道上飞行。(设地球半径为R,地面的重力加速度为g )
(1)试分析航天员在舱内“漂浮起来 ”的现象产生的原因。
(2)“神舟七号”飞船在绕地飞行5圈后进行变轨,由原来的椭圆轨道变为距地面高为h 的圆形轨道。则飞船在上述圆形轨道运行的周期是多少?(用h、R、g表示)
(3)返回舱在将要着陆之前,由于空气阻力作用有一段匀速下落过程,若空气阻力与速度的平方成正比,比例系数为k,返回舱的质量为m,且匀速下降过程的重力加速度为,则此过程中返回舱的速度?以及匀速下降过程中单位时间内转化为内能的机械能为多少?
答案
(1)宇航员所受到地球的引力全部提供绕地球作圆周运动所需的向心力,宇航员处于完全失重状态     
(2)    (3)
解析
(1)宇航员所受到地球的引力全部提供绕地球作圆周运动所需的向心力,宇航员处于完全失重状态.
(2)飞船绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,则有:
GMm/(R+h)2=m(2π/T)2(R+h)                                   
地表物体的重力等于物体受到的万有引力,则有:m/g=GMm//R2      
解得:                                      
(3)设空气阻力为f,由题设可知 f=kv2,匀速下降时 f=m ,   
由此可解得匀速下降的速度为分
 ,                                                    
单位时间内转化为内能的机械能为:             
核心考点
试题【“神舟”七号飞船于2008年9月25日晚9时10分从酒泉卫星发射中心发射升空。飞船在太空预定轨道绕地球飞行了四十六圈。飞行期间,航天员飞行乘组在地面组织指挥和测】;主要考察你对万有引力定律及其应用等知识点的理解。[详细]
举一反三
按下表所给的数据,并已知引力常量,且认为所有行星的轨道都是圆轨道,结合力学规律可知下列结论正确的是
行星名称
行星质量m/千克
公转周期T/年
到太阳的平均距离R/×106千米
水星
3.2×1023
0.2
57.9
金星
4.88×1024
0.6
108.2
地球
5.979×1024
1.0
149.6
火星
6.42×1023
1.9
227.9
木星
1.901×1027
11.9
778.3
土星
5.68×1026
29.5
1427
天王星
8.68×1025
84.0
2869
海王星
1.03×1026
164.8
4486

A.可求出太阳对地球的万有引力与太阳对火星的万有引力的比值
B.可求出木星绕太阳运行的加速度
C.可求出太阳的质量
D.可求出地球的自转周期

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2008年9月25日至28日,我国在酒泉卫星发射中心成功发射了“神州七号”载人航天宇宙飞船。已知“神州七号”总质量为m。在离地h高处绕地球做匀速圆周运动,地球质量为M,地球半径为R,地球表面重力加速为g,万有引力常量为G。
发射飞船所用的长征二号F型火箭总长58.3m,发射塔高105.0m,点火后,经7.0S火箭离开发射塔,设火箭的运动为匀加速运动,则在火箭离开发射塔的过程中(结果保留三位有效数字)
(1)火箭的加速度多大?
(2)质量为60kg的宇航员受到的飞船对他的作用力多大?(g=10m/s2
(3)为了转播发射实况,我国科技工作者在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号。已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550m,而传输电视信号所用的电磁波波长为0.556m,为了不让山区挡住信号的传播,使城市居民能听到和收看实况,必须通过在山顶的转发站来转发电视信号,这是因为什么呢?
(4)飞船在绕地球飞行的第五圈进行了变轨,由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道。则飞船在轨道上正常运行的周期是多大?质量为m0的宇航员,他在飞船中的重力将变为多大?(结果用已知字母表示)
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如图所示, O点为地球的地心,实线圆表示地球赤道,虚线圆表示某一同步卫星轨道,A点表示同步卫星所在位置。若已知地球的半径为R,地球的自转周期为T,地球表面处的重力加速度为g。求:
(1)同步卫星的高度;
(2)同步卫星能覆盖到的赤道上圆弧所对应的圆心角θ。
 
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2005年 10月12日9时整,我国自行研制的“神舟六号”载人飞船顺利升空,飞行了115小时32分,绕地球76圈,于17日4时33分在内蒙古主着陆场成功着陆,返回舱完好无损,宇航员费俊龙、聂海胜自主出舱,“神舟六号”载人航天飞行圆满成功。
飞船点火竖直升空时,宇航员感觉“超重感比较强”,仪器显示他对座舱的最大压力等于他体重的4倍;飞船升空后,先沿椭圆轨道运行5圈再变轨,在距地面某一高度的圆形轨道上飞行,宇航员在舱内感觉到自己“漂浮起来”。
(1)试分析宇航员在舱内感觉到自己“漂浮起来”的原因。(文字表述不超过20字)
(2)求火箭升空时,火箭的最大加速度。(设火箭升空时的重力加速度为g)
(3)若已知飞船在圆形轨道上运行的周期为T,距地面高度为h,地球半径为R,万有引力常量为G,求地球的质量M。
 
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李明发现在居民区的楼顶上装有大量的太阳能热水器,想测试一下太阳能热水器对太阳能的利用率,设计了一个方案,具体如下:
(1)查阅资料:太阳垂直照射地区地球表面每平方米面积上每秒获得的太阳能
(2)他从说明书获得如下数据:,热水器的规格:1795(长)1688(宽)mm;热水器采光(集热)面积:2.5m2;储热水器能容纳168kg水。
(3)在春分到秋分之间的某一天晴朗的无云或少云的天气,中午11点到下午2点之间进行测量,观察太阳光,中午前后太阳光应能几乎直射太阳能热水器的迎光面,放满水,测出初始水温,以后每15分钟测一次水温,并记录到下表,测量共3小时,13个小组。

据记录绘制温度—时间图线,计算3小时内照射到太阳能热水器的太阳能E,水吸收的太阳能Q,计算太阳能热水器对太阳能的利用率
请你按照李明的计划作出温度—时间图线,并计算太阳能利用率,并分析为何远小于100%。
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