2021年9月17日，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波在中国空间站完成相关工作后，搭载“神舟十二号”载人飞船顺利返回。返回舱在距地面某一高度时速度为v0，此时启动减速降落伞装置开始做减速运动，如图甲所示。当返回舱减速至某一速度后，继续匀速下降。启动减速伞后的速度随时间变化的关系如图乙所示。已知返回舱和减速伞的总质量为m,两者的运动可以看作竖直方向的直线运动，在下落过程中受到的空气阻力f与其下落速度v的平方成正比，即f=kv2，k为已知常数，重力加速度为g。
（1）求启动减速伞的瞬间，返回舱加速度的大小和方向。
（2）求返回舱匀速下降过程的速度大小。
（3）从力和运动的关系分析，启动减速伞后返回舱下落过程中加速度大小的变化。
【考点】牛顿第二定律的简单应用；复杂的运动学图像问题．
【答案】（1）启动减速伞的瞬间，返回舱加速度的大小为-g，方向竖直向上。
（2）返回舱匀速下降过程的速度大小为。
（3）启动减速伞后，返回舱先做减速运动，所受空气阻力逐渐减小，合外力逐渐减小，加速度逐渐减小减速运动，当阻力减小至与重力大小相等时，加速度为零。
kv
2
0
m
（2）返回舱匀速下降过程的速度大小为
mg
k
（3）启动减速伞后，返回舱先做减速运动，所受空气阻力逐渐减小，合外力逐渐减小，加速度逐渐减小减速运动，当阻力减小至与重力大小相等时，加速度为零。
【解答】
【点评】
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发布：2024/4/20 14:35:0组卷：133引用：1难度：0.6
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