我国3名航天员搭乘神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。在着陆阶段,主降落伞打开后主降落伞和返回舱的运动过程简化如下:阶段Ⅰ,主降落伞和返回舱沿竖直方向减速下降:阶段Ⅱ,以速度v0匀速下降;阶段Ⅲ,当返回舱离地面h高时,返回舱的反推发动机启动,返回舱沿竖直方向匀减速下降,着地前瞬间速度恰好为零。已知上述过程中,主降落伞受到空气阻力大小与其速度大小成正比,忽略其他阻力,主降落伞质量不计,返回舱(含航天员)总质量为m,重力加速度为g。
(1)在阶段Ⅰ中,当主降落伞和返回舱的速度大小为v1时,求它们的加速度大小;
(2)若连接降落伞与返回舱间的n根等长轻绳均匀分布,轻绳与竖直方向的夹角均为θ,求阶段Ⅱ中每根轻绳的拉力大小;
(3)在阶段Ⅲ中,若在反推发动机启动后,降落伞与返回舱之间的轻绳处于松弛状态,求反推发动机产生恒定大小的推力。
(4)定性画出三个阶段的v-t图。
【考点】牛顿运动定律的应用—从运动情况确定受力.
【答案】见试题解答内容
【解答】
【点评】
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