题目
题型:不详难度:来源:
(i)在上述给定的速率要求下,该飞机需要模拟何种运动,方可在一定范围内任意选择失重时间的长短?试定量讨论影响失重时间长短的因素.
(ii)飞机模拟这种运动时,可选择的失重状态的时间范围是多少?
答案
(i)当飞机作加速度的大小为重力加速度g,加速度的方向竖直向下的运动时,座舱内的试验者便处于完全失重状态.这种运动可以是飞机模拟无阻力下的自由落体运动或竖直上抛运动,也可以是斜抛运动.当进入试验的速率和退出试验的速率确定后,飞机模拟前两种运动时,失重时间的长短都是一定的、不可选择的.
当飞机模拟无阻力作用下的斜抛运动时,失重时间的长短与抛射角有关,可在一定范围内进行选择.
考察飞机模拟无阻力作用下的斜抛运动.
设开始试验时飞机的初速度的大小为v1,方向与水平方向成θ角,起始位置为A点,经做抛物线运动在B点退出试验,
如图所示.以t表示试验经历的时间,在退出试验时的速率为v2,
则有v2x=v1cosθ…(1)
v2y=v1sinθ-gt…(2)
而
v | 22 |
v | 22x |
v | 22y |
由(1)、(2)、(3)式得:
g2t2-2v1gtsinθ+
v | 21 |
v | 22 |
解(4)式得:
t=
v1sinθ+
| ||||||||
g |
由(5)式可知,当进入试验时飞机的速度v1和退出试验时飞机的速度v2确定以后,失重时间的长短可通过角θ来调节.
(ii)当θ=90°时失重时间最长,由(5)式可求得最长失重时间
tmax=150s…(6)
当θ=-90°时,失重时间最短,由(5)式可求得最短失重时间
tmin=50s…(7)
失重时间的调节范围在150s到50s之间.
答:(i)在上述给定的速率要求下,该飞机当飞机模拟无阻力作用下的斜抛运动时,失重时间的长短与抛射角有关,可在一定范围内进行选择.当进入试验时飞机的速度v1和退出试验时飞机的速度v2确定以后,失重时间的长短可通过角θ来调节.
(ii)飞机模拟这种运动时,可选择的失重时间的调节范围在150s到50s之间.
核心考点
试题【为训练宇航员能在失重状态下工作和生活,需要创造一种失重的环境.在地球表面附近,当飞机模拟某些在重力作用下的运动时,就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态.现】;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
( i )月球的球心绕地球的球心运动一周需多少天?
( ii )地球上的观察者相继两次看到满月需多少天?
( iii )若忽略月球绕地球的运动,设想从地球表面发射一枚火箭直接射向月球,试估算火箭到达月球表面时的速度至少为多少(结果要求两位数字)?
A.计时表一块
B.弹簧秤一支
C.质量为m的物体一个(可悬挂)
D.天平一架(附砝码一盒)
(1)两次测量需选用的仪器是______.(用字母表示)
(2)两次测量需测量的物理量是______.
(3)根据测量的物理量和已知量可知月球的半径R=______;月球的质量M=______.(用测量量的字母表示).
A.精确秒表一只 B.已知质量为m的物体一个
C.弹簧秤一个 D.天平一台(附砝码)
已知宇航员在绕行时及着陆后各作了一次测量,依据测量数据,可求出该星球的半径R及星球的质量M.(已知万有引力常量为G )
(1)两次测量所选用的器材分别为______.(用序号表示)
(2)两次测量的物理量分别是______.
(3)用该数据写出半径R、质量M的表达式.R=______,M=______.
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