我國3名航天員搭乘神舟十三號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。在著陸階段,主降落傘打開后主降落傘和返回艙的運動過程簡化如下:階段Ⅰ,主降落傘和返回艙沿豎直方向減速下降:階段Ⅱ,以速度v0勻速下降;階段Ⅲ,當返回艙離地面h高時,返回艙的反推發(fā)動機啟動,返回艙沿豎直方向勻減速下降,著地前瞬間速度恰好為零。已知上述過程中,主降落傘受到空氣阻力大小與其速度大小成正比,忽略其他阻力,主降落傘質(zhì)量不計,返回艙(含航天員)總質(zhì)量為m,重力加速度為g。
(1)在階段Ⅰ中,當主降落傘和返回艙的速度大小為v1時,求它們的加速度大小;
(2)若連接降落傘與返回艙間的n根等長輕繩均勻分布,輕繩與豎直方向的夾角均為θ,求階段Ⅱ中每根輕繩的拉力大小;
(3)在階段Ⅲ中,若在反推發(fā)動機啟動后,降落傘與返回艙之間的輕繩處于松弛狀態(tài),求反推發(fā)動機產(chǎn)生恒定大小的推力。
(4)定性畫出三個階段的v-t圖。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
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