Question

隨著航天技術的發展，人類已實現了載人航天飛行．2003年10月15日，我國成功發射了“神舟”五號載人宇宙飛船．火箭全長58.3 m，起飛總重量479.8 t，火箭點火豎直升空時，儀器顯示航天員對座艙的最大壓力等于他體重的5倍，飛船進入軌道后，“神舟”五號環繞地球飛行14圈，約用時21 h，航天員多次在艙內飄浮起來．假定飛船運行軌道是圓形軌道，地球半徑R＝6.4×10⁶ m，地面重力加速度g取10 m/s²．(計算結果保留兩位有效數字)

(1)試分析航天員在艙內“飄浮起來”的原因；

(2)求火箭點火發射時，火箭的最大推力；

(3)估算飛船運行軌道距離地面的高度．

Answer 1

答案：
解析：

答案： 　　解析：(1)飛船進入軌道繞地球做勻速圓周運動，地球對航天員的引力全部充當航天員所需的向心力，處于完全失重狀態，故產生“飄浮起來”的現象．(5分) 　　(2)對航天員進行受力分析，設座艙對他的支持力為N，他的質量為m，最大加速度為a，根據牛頓第二定律有： 　　N－mg＝ma，由題知N＝5mg，故a＝4g．(4分) 　　對火箭整體進行受力分析，設最大推力為F，根據牛頓第二定律有：F－Mg＝Ma，所以F＝M(g＋a)＝5Mg＝5×479.8×103×10 N≈2.4×107 N．(4分)