北京2005年10月12日电 神舟再度飞天,中华续写辉煌.北京时间10月12日9时9分52秒,我国自主研制的神舟六号载人飞船,在酒泉卫星发射中心发射升空后,准确进入预定轨道.神舟六号载人飞船的飞行,是我国第二次进行载人航天飞行,也是我国第一次将两名航天员(费俊龙、聂海胜)同时送上太空.则:
(1)当返回舱降到距地面30km时,回收着陆系统启动工作,相继完成拉出天线、抛掉底盖等一系列动作.当返回舱距地面20km时,速度减为200m/s而匀速下落,此阶段重力加速度为g'(且近似认为不变),所受空气的阻力为f=
ρv2S,其中ρ为大气的密度.v是返回舱的运动速度,S为阻力作用的面积.试写出返回舱在速度为v时的质量表达式1 2
(2)当返回舱降到距地面10km时,打开面积为1200㎡的降落伞,直到速度降到8.0m/s后又匀速下降.为实现软着陆(即着陆时返回舱的速度为0),当返回舱离地面1.2m时反冲发动机点火,返回舱此时的质量为2.7×103㎏,取g=10m/s2(反冲发动机点火后,空气的阻力不计,可认为返回舱做匀减速直线运动).求平均反冲推力的大小和反冲发动机对返回舱做的功.
(1)返回舱以200m/s的速度匀速下降时受力平衡,即有
mg′=
ρv2S,所以m=1 2 ρv2S 2g′
(2)设反冲发动机点火后返回舱所受平均推力大小为F,
则由运动学公式得v2=2ah;
因不计空气的阻力,则有
F-mg=ma,
代入解得 F=m(g+
)=9.9×104N.v2 2h
设反冲发动机对返回舱做的功为WF,由动能定理得
mgh+WF=0-
mv21 2
解得WF=-1.2×105J.
答:(1)返回舱在速度为v时的质量表达式以m=
;ρv2S 2g′
(2)平均反冲推力的大小是9.9×104N.反冲发动机对返回舱做的功WF=-1.2×105J.