一般来说,正常人从距地面1.5m高处无初速跳下,落地时速度较小,经过腿部的缓冲,这个速度对人是安全的,称为安全着地速度。如果人从高空跳下,必须使用降落伞才能安全着陆,其原因是,张开的降落伞受到空气对伞向上的阻力作用。经过大量实验和理论研究表明,空气对降落伞的阻力f与空气密度ρ、降落伞的迎风面积S、降落伞相对空气速度v、阻力系数c有关(由伞的形状、结构、材料等决定),其表达式是f=
cρSv2。根据以上信息,解决下列问题。(取g=10m/s2)
(1)在忽略空气阻力的情况下,计算人从h=1.5m高处无初速跳下着地时的速度大小v0(计算时人可视为质点);
(2)在某次高塔跳伞训练中,运动员使用的是有排气孔的降落伞,其阻力系数c=0.90,取空气密度ρ=1.25kg/m3。降落伞、运动员总质量m=80kg,张开降落伞后达到匀速下降时,要求人能安全着地,降落伞的迎风面积S至少是多大?
(3)从跳伞塔上跳下,在下落过程中,经历了张开降落伞前自由下落、张开降落伞后减速下落和匀速下落直至落地三个阶段。如图是通过固定在跳伞运动员身上的速度传感器绘制出的从张开降落伞开始做减速运动至达到匀速运动时的v-t图像。根据图像估算运动员做在0-3s时间内运动员下落高度h.。
已知月球质量是地球质量的
,月球半径是地球半径的
.求:
(1)在月球和地球表面附近,以同样的初速度分别竖直上抛一个物体时,上升的最大高度之比是多少?
(2)在距月球和地球表面相同高度处(此高度较小),以同样的初速度分别水平抛出一个物体时,物体的水平射程之比为多少?
已知太阳的质量为M,地球的质量为m1,月球的质量为m2,设月亮到太阳的距离为a,地球到月亮的距离为b,则当发生日全食时,太阳对地球的引力F1和对月亮的吸引力F2的大小之比为多少?
月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍,其运行周期约为27天.现应用开普勒定律计算:在赤道平面内离地面多高时,人造地球卫星可随地球一起转动,就像其停留在天空中不动一样.若两颗人造卫星绕地球做圆周运动,周期之比为1∶8,则它们轨道半径之比是多少?(已知R地=6.4×103 km)
地球绕太阳运行的轨道半长轴为1.50×1011 m,周期为365天,月球绕地球运行的轨道半长轴为3.8×108 m,周期为27.3天,求:
(1)对于绕太阳运行的行星
的值;
(2)对于绕地球运行的卫星
的值.
我国在2007年成功发射一颗绕月球飞行的卫星,计划在2012年前后发射一颗月球软着陆器,在2017年前后发射一颗返回式月球软着陆器,进行首次月球样品自动取样并安全返回地球.设想着陆器完成了对月球表面的考察任务后,由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱,其过程如图3-4-7所示.设轨道舱的质量为m,月球表面的重力加速度为g,月球的半径为R,轨道舱到月球中心的距离为r,引力常量为G,则试求:
(1)月球的质量;
(2)轨道舱的速度大小和周期.