北京時間2022年6月5日10時44分07秒,搭載神舟十四號載人飛船的長征二號F遙十四運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射,約577秒后,神舟十四號載人飛船與火箭成功分離,進(jìn)入預(yù)定軌道,由航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲組成的飛行乘組狀態(tài)良好,發(fā)射取得圓滿成功。
長征二號F遙十四運(yùn)載火箭主要由火箭主體和四個助推器組成,利用燃料燃燒產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)庀蛳聡姵觯@得的起飛推力為6×106N,力大無窮卻又身輕如燕。已知長征二號F遙十四運(yùn)載火箭全長約58m,芯級直徑均為3.35m,長細(xì)比約17.31,在未加注燃料的狀態(tài)下“神十四”船箭組合體的質(zhì)量為59.6t,起飛質(zhì)量約為497t。
(1)2022年6月5日17時42分,神舟十四號載人飛船成功與天和核心艙完成對接,對接后,組合體在軌道上繞地球正常運(yùn)行時,處于 非平衡非平衡(選填“平衡”或“非平衡”)狀態(tài)。
(2)若不計空氣阻力,則在火箭起飛過程中,長征二號F遙十四運(yùn)載火箭受到的合力為多大?(設(shè)火箭的總質(zhì)量不變,g取10N/kg)
(3)燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓的燃?xì)庀蛳聡姵?,火箭卻能向上運(yùn)動,請用所學(xué)的物理知識進(jìn)行解釋。
(4)若在此次發(fā)射任務(wù)中,助推器以6×106N的推力將火箭和飛船在50s的時間內(nèi)推到3×104m的高度,該過程消耗了12t燃料,燃料的熱值為q=4×107J/kg,不考慮火箭升空時質(zhì)量的變化,試求助推器的效率(結(jié)果精確到1%)。
【答案】非平衡
【解答】
【點評】
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