专题研究——“神舟”五号载人飞船

《专题研究——“神舟”五号载人飞船》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、专题研究——“神舟”五号载人飞船2003年10月15日9时，我国自主研制的“神舟”五号载人飞船在酒泉卫星发射中心”用“长征”二号F运载火箭发射成功，将中国第一名航天员杨利伟送上太空，飞船准确进入预定轨道，2003年10月16日6时，“神舟”五号载人飞船在内蒙古主着陆场（东经111°29′、北纬42°06′）成功着陆，实际着陆点与理论着陆点相差4.8km，返回舱完好无损，航天员状况良好。我们的航天英雄杨利伟自主出舱，凯旋而归。我国首次载人航天飞行圆满成功。这是我国进行的首次载人航天飞行，标志着中国载人航天工程取得历史性重大突破，中国已成为世界上继美、俄之后第三个能够独立开展载人航天

2、活动的国家。1.发射问题[例5]“神舟”五号飞船的发射是使用“长征”二号F型运载火箭，其推力是六百多吨，自重全部加起来是四百多吨，与发射卫星和导弹相比，加速度小得多，这主要是为航天员的安全和舒适着想。如果火箭加速度过大，航天员会感觉不舒适，甚至有生命危险。问：在加速上升过程中，宇航员处于什么状态？飞船在发射升空时，如果宇航员是站立的，则他的心血管系统会受到何种影响？飞船在发射升空时，你认为宇航员采取什么姿势为好？[例6]飞船升空时有一个加速过程。在加速过程中，宇航员处于超重状态。人们把这种状态下宇航员对座椅的压力与静止在地球表面时的重力的比值，称为耐受力值，用k表示。在选拔宇航员

3、时，要求他们在此状态的耐受力值为4?k?12（这次飞行杨利伟的k值约为8），求飞船的竖直向上发射时加速度值的变化范围。（地球表面的重力2加速度g=10m/s）2.变轨问题[例7]飞船在近地圆轨道上运行时，由于极稀薄的空气的影响，飞行高度会缓慢降低，需要进行多次轨道维持。轨道维持就是通过控制飞船上的发动机的点火时间和推力，使飞船能保持在同一轨道上稳定运行。2003年11月份，太阳风暴使“神舟”五号轨道舱运行轨道上的稀薄大气密度增加，轨道舱飞行阻力加大，如果不进行轨道维持，飞船轨道舱的轨道高度就会逐渐降低，在这种情况下，飞船轨道舱的动能、重力势能和机械能变化的关系应该是（）A.动能、

4、重力势能和机械能逐渐减小B.重力势能逐渐减小，动能增大，机械能不变C.重力势能逐渐增大，动能减小，机械能不变D.重力势能逐渐减小，动能增大，机械能逐渐减小13.在轨运行问题[例8]已知飞船在离地面高度为343km的轨道做匀速圆周运动，地球半径为26400km，地球表面的重力加速度为g=9.8m/s，求飞船的速度。（保留两位有效数字）[例9]飞船进入轨道绕地球做圆周运动时，宇航员处于什么状态？他对躺椅的压力有多大？65kg的宇航员在离觌面43km时的重力是多少？（已知地球半径为6400km，地2球表面的重力加速度为g=10m/s）。[例10]2003年10月15日9时，杨利伟乘坐“

5、神舟”五号飞船在酒泉卫星发射中心起飞，开始了这次环绕地球的太空之旅，飞船在近地的圆形轨道上飞行，离地面的高度大约340km，于16日6时许在内蒙古中部一处草原着陆。飞船环绕地球飞行的过程中杨利伟2看到日出日落的次数为多少次？（已知地球半径为6400km，地球表面重力加速度g=10m/s）4．返回问题[例11]“神舟”五号飞船绕地球飞行14圈后，于2003年10月6日5时35分受到返回信号，5时38分发动机制动点火，通过喷气使飞船做减速运动，飞船应该向什么方向喷气？减速过程中飞船的高度怎样变化？[例12]“神舟”五号载人飞船返回过程中，在距地1.2m时，返回舱的底部4个反推发动机点

6、火工作，主伞使返回舱约以7m/s的速度着陆，反推发动机工作以后，速度会降到2m/s左右，保证了航天员的安全着陆，计算体重为65kg的杨利伟在这个过程中受到座椅的平均冲击力。2点评：“神舟”号系列飞船的成功发射与物理知识密切相关，特别是万有引力定律、匀速圆周运动、超失重等，在分析与此有关的综合题时，要注意将实际问题转化为理想化的物理模型，然后运用合适的物理规律去处理。阅读探究——“黑洞”天体黑洞，是一种神气玄妙的天体，它的密度极大，对靠近它的物质（包括光线）有非常强大的万有引力，使得一切物体（包括以3?10m/s的高速度行进的光线）都没有足够的能量从它的表面逃逸。我们可以利用前面学

7、过的知识加以说明。理论计算表明，人造卫星脱离地球的速度v28s。由此可知，天体的质量m?越大，半径越小，其表面的物体就越不容易脱离它的束缚。质量与太阳相近、半径只有10km左右的中子星，其脱离速度竟达1.6?105s；质量与太阳相近，而半径与地球差不多的白矮星，其脱离速度也达6.5?103。设想如果某天体质量非常大，半径非常小，则其脱离速度有可能超过光速，即c。爱因斯坦相对论指出，任何物体的速度都不可能超过光速。由此可推断，对这种天体来说，任何物体都不能逃脱它的束缚，甚至连光也不