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精英家教網“神舟”五號在返回的過程中,為了使返回艙能安全著陸,需在10km的高度上打開降落傘.返回艙上的靜壓高度控制器通過測量大氣壓強判定高度.靜壓高度控制器通過氣體對單位面積的壓力大小來計算高度.當外界大氣溫度發生變化時,固定容器內氣體壓強發生變化(壓強與溫度在理想狀況下成正比),氣體對側面的壓力通過靜壓高度控制器顯示,(如圖).已知地面溫度為27℃,壓強為1.0×105Pa,容器內壁與靜壓控制器連接部分側面積為20cm2,假設氣體為理想氣體,在10km以內每升高1km溫度下降6℃,求在8km高度時,靜壓控制器示數.
分析:根據溫度與高度的關系,找出在不同的高度時氣體的溫度大小,在根據壓強與溫度成正比得出壓強的大小.
解答:解:在理想狀況下氣體壓強與氣體溫度成正比,
設為p=kT   T=273+t
在10km以內每升高1km溫度下降60C,
則8km時
T1=T0-6×8=300-48=252K  
由已知條件  p1=kT1    p2=kT2
∵p1=1.0×105Pa      T1=300K    T2=252K
∴p2=8.4×104Pa    
F=p2S=8.4×104×20×10-4=168N.
答:靜壓控制器示數為168N.
點評:本題的關鍵是氣體的溫度隨著高度會不斷的變化,同時大氣的壓強也是不斷的變化的,找出在8km高度時的壓強就可與計算氣體對側面的壓力.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

2003年10月15日上午9時,質量約為8t的“神舟”五號飛船在酒泉衛星發射中心由長征二號F型運載火箭發射升空,16日凌晨6點28分,飛船載人艙在內蒙古中部阿木古朗草原地區安全著陸,中國首次進行載人航天飛行獲得圓滿成功,我國載人航天事業取得了舉世矚目的成就.試回答如下問題(g取10m/s2):
(1)飛船垂直地面發射升空,在加速上升過程中宇航員處于超重狀態,人們把這種狀態下飛船的視重與靜止在地球表面時飛船的重力的比值稱為耐受力值,用K表示.若飛船發射時加速度的變化范圍是20m/s2≤a≤100m/s2,則宇航員的耐受力值范圍是多少?
(2)“神舟”五號飛船返回艙降到距地面約10km時,回收著陸系統啟動工作,設經過一段時間后,在臨近地面時降落傘使返回艙以7.0m/s的速度勻速豎直下降.在距地面約1.0m時,返回艙的4個相同的反推火箭發動機同時點火工作,使返回艙以不大于3.0m/s的速度接觸地面,實現軟著陸.若返回艙的質量約為2.7t,求一個反推火箭發動機產生的推力至少是多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

楊利偉同志乘坐我國自己開發和制造的“神舟”五號載人飛船于10月15日上午9時升空,繞地球運動14圈于10月16日凌晨6點23分在內蒙古四子王旗回收場安全著陸,這是我國航天事業上取得的又一光輝業績.在“神舟”五號飛船返回艙距 地面20km高度時,速度減為200m/s,此后豎直勻速下降,到距地面10km為止.此過程中返回艙所受空氣阻力f=
12
ρv2S
,式中ρ為大氣密度,v為返回艙的運動速度,S為與形狀特征有關的阻力面積.當返回艙距地面10km時,打開阻力面積為1200m2的降落傘,直到速度降到8.0m/s后勻速下落.為實現軟著陸(要求著地時返回艙速度為零),當返回艙距地面1.2m時反沖發動機點火,使返回艙著地時速度為零.返回艙的質量3.0×103kg,g取10m/s2
(1)用字母表示出返回艙在速度200m/s時的質量.
(2)分析打開降落傘從傘開始撐開到反沖發動機點火前,返回艙的加速度和速度的變化情況.
(3)求反沖發動機的平均反推力的大小及反沖發動機對返回艙所做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:

2003年10月15日9時整,我國“神舟”五號載人飛船發射成功,飛船繞地球14圈后,于10月16日6時23分安全返回.在“神舟”五號飛船返回艙距地面20km高度時,速度減為200m/s,此后豎直勻速下降;當返回艙距地面10km時,打開阻力面積為1200m2的降落傘,直至速度降到8.0m/s時再次勻速下落.為實現軟著陸(要求著地時返回艙速度為零),當返回艙距地面1.2m時反沖發動機點火,使返回艙著地時速度減為零.
(1)試估算“神舟”五號載人飛船繞地球運行的周期T為多少秒?(保留兩位有效數字)
(2)假設返回艙勻速下降時受空氣阻力為F f=
12
ρv2S,式中ρ為大氣密度,v為返回艙運動速度,S為與形狀有關的受阻力面積.請用字母表示出返回艙在以速度v豎直勻速下降時的質量(設地球表面的重力加速度為g);
(3)若把“神舟”五號載人飛船的繞地運行看作是在某一軌道上的勻速圓周運動,設其繞地球運行的周期為T、地球表面的重力加速度為g、地球半徑為R,試分別寫出與“神舟”五號載人飛船有關的物理量:離地面的高度h、運行的線速度v、運行的向心加速度a的表達式(用T、g、R表示,不必代入數據計算).

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科目:高中物理 來源: 題型:

(15分)楊利偉同志乘坐我國自己開發和制造的“神舟”五號載人飛船于10月15日上午9時升空,繞地球運動14圈于10月16日凌晨6點23分在內蒙古四子王旗回收場安全著陸,這是我國航天事業上取得的又一光輝業績。在“神舟”五號飛船返回艙距 地面20km高度時,速度減為200m/s,此后豎直勻速下降,到距地面10km為止。此過程中返回艙所受空氣阻力,式中為大氣密度,為返回艙的運動速度,S為與形狀特征有關的阻力面積。當返回艙距地面10km時,打開阻力面積為1200m2的降落傘,直到速度降到8.0m/s后勻速下落。為實現軟著陸(要求著地時返回艙速度為零),當返回艙距地面1.2m時反沖發動機點火,使返回艙著地時速度為零。返回艙的質量3.0×103kg,g取10m/s2

(1)用字母表示出返回艙在速度200m/s時的質量。

(2)分析打開降落傘從傘開始撐開到反沖發動機點火前,返回艙的加速度和速度的變化情況。

(3)求反沖發動機的平均反推力的大小及反沖發動機對返回艙所做的功。

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