“神舟”六号飞船完成了预定空间科学和技术试验任务后,返回舱于2005年10月17日4时11分开始从太空向地球表面按预定轨道返回。在离地l0km的高度返回舱打开阻力降落伞减速下降,返回舱在这一过程中所受空气阻力与速度的平方成正比,比例系数(空气阻力系数)为k。已知返回舱的总质量M =3000kg,所受空气浮力恒定不变,且认为竖直降落。从某时刻起开始计时,返回舱的运动v — t图象如图中的AD曲线所示,图中AB是曲线在A点的切线,切线交于横轴于B点的坐标为( 10,0 ),CD是AD的渐近线,亦是平行于横轴的直线,交纵轴于C点,C点的坐标为( 0,6 )。请解决下列问题:(取g=10 m/ s2)
(1)在初始时刻v0 = 160m/s时,它的加速度多大?
(2)推证空气阻力系数k的表达式并算出其数值;
(3)返回舱在距地高度h = 10m时, 飞船底部的4个反推力小火箭点火工作, 使其速度由6m/s迅速减至1m/s后落在地面上。若忽略燃料质量的减少对返回舱总质量的影响, 并忽略此阶段速度变化而引起空气阻力的变化, 试估算每支小火箭的平均推力(计算结果取两位有效数字)。
质量为m的汽车,在半径为20m的圆形水平路面上行驶,最大的静摩擦力是车重的0。5倍,为了不使轮胎在公路上打滑,汽车速度不应超过多少?
如图6-7-12所示,所示,杆长为l,球的质量为m,杆连球在竖直平面内绕轴O自由转动,已知在最高点处,杆对球的弹力大小为,求这时小球的瞬时速度大小。
如图6-7-7所示,一质量为m的物体,在竖直平面内沿半径为R的半圆凹形轨道运动,当它运动到最低点时,速度为v,这时物体所受的滑动摩擦力是多少?.(设μ为物体与轨道之间的动摩擦因数)
小球在半径为R的光滑半球内做水平面内的匀速圆周运动,试分析图6-7-3中的(小球与半球球心连线跟竖直方向的夹角)与线速度v、周期T的关系。(小球的半径远小于R)
如图6-7-9所示,质量为m的小物体在水平转台上随转台以频率f作匀速圆周运动,物体到转轴的距离为d、物体与转台摩擦因素为μ,求:
(1)物体所需要的向心力?
(2)
1)物体所受到的转台对它的支持力?摩擦力?
(3)
为使物体保持距离d随转台一起转动,转台转动的角速度应满足什么条件?