美國密執(zhí)安大學五名學習航空航天工程的大學生搭乘NASA的飛艇參加了“微重力學生飛行機會計劃”．飛行員將飛艇開到6000 m的高空后，讓飛艇由靜止下落，以模擬一種微重力的環(huán)境．下落過程飛艇所受空氣阻力為其重力的0.04倍，這樣，可以獲得持續(xù)25 s之久的失重狀態(tài)，大學生們就可以進行微重力影響的實驗．緊接著飛艇又做勻減速運動．若飛艇離地面的高度不得低于500 m，重力加速度g取10 m/s2，試計算：

(1)飛艇在25 s內(nèi)下落的高度；

(2)在飛艇后來的減速過程中，大學生對座位的壓力是其重力的多少倍．

【解析】：(1)設飛艇在25 s內(nèi)下落的加速度為a1，根據(jù)牛頓第二定律可得

mg－F阻＝ma1，

解得：a1＝＝9.6 m/s2.

飛艇在25 s內(nèi)下落的高度為

h1＝a1t2＝3000 m.

(2)25 s后飛艇將做勻減速運動，開始減速時飛艇的速度v為

v＝a1t＝240 m/s.[來源:學|科|網(wǎng)]

減速運動下落的最大高度為

h2＝(6000－3000－500)m＝2500 m.

減速運動飛艇的加速度大小a2至少為

a2＝＝11.52 m/s2.

設座位對大學生的支持力為N，則

N－mg＝ma2，

N＝m(g＋a2)＝2.152mg

根據(jù)牛頓第三定律，N′＝N

即大學生對座位壓力是其重力的2.152倍．

 

【答案】

：(1)3000 m　(2)2.152倍

 

 

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

美國密執(zhí)安大學五名學航空航天工程的大學生搭乘NASA的“Vomit Comet”飛機，參加了“低重力學生飛行機會計劃（Reduced Gravity Student Flight Opportunities Program）.”飛行員將飛機開到空中后，讓其自由下落，以模擬一種無重力的環(huán)境，每次下落過程中，可以獲得持續(xù)25 s之久的零重力狀態(tài)，這樣，大學生們就可以進行不受引力影響的實驗.若實驗時飛機離地面的高度不得低于500 m，大學生們最大可以承受的支持力為重力的2倍，則飛機的飛行高度至少應為多少？（g取10 m/s2）

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