Question

下面是有關(guān)神州七號(hào)的消息：
2008年9月25日我國(guó)成功發(fā)射神舟七號(hào)載人飛船，標(biāo)志著我國(guó)航天事業(yè)取得重大進(jìn)展．飛船于21點(diǎn)10分04秒988毫秒發(fā)射升空，點(diǎn)火第120秒火箭拋掉助推器及逃逸塔；第159秒火箭一二級(jí)分離；第200秒整流罩分離；第500秒三級(jí)火箭關(guān)機(jī)！第583秒飛船與火箭分離；隨后飛船征常進(jìn)入預(yù)定軌道；神州七號(hào)飛船成功發(fā)射．運(yùn)行在高度約343公里的近圓軌道．
神舟七號(hào)飛船共計(jì)在軌飛行2天20小時(shí)27分鐘，予2008年9月28口17點(diǎn)37分成功著陸手中國(guó)內(nèi)蒙古四子王旗主著陸場(chǎng)．
擔(dān)負(fù)此次飛行任務(wù)的火箭是“長(zhǎng)征二號(hào)F”運(yùn)載火箭，火箭和逃逸塔組合體整體高達(dá)58.3米、起飛質(zhì)量為479.8噸．
9月27日16：35航天員翟志剛打開艙門，開始出艙活動(dòng)，16：58航天員成功完成艙外活動(dòng)返回軌道艙內(nèi)，出艙活動(dòng)的總里程約9165km．這是我國(guó)第一次實(shí)現(xiàn)艙外行走，這一活動(dòng)具有里程碑意思．
請(qǐng)根據(jù)所給信息完成下列問題：（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（1）必箭點(diǎn)火后豎直勻加速上升，經(jīng)120秒到達(dá)約為180公里的高度，試估算火箭點(diǎn)火后60秒加速度的大小．
（2）請(qǐng)估算火箭起飛初試階段，發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的推力大小．
（3）飛船在軌運(yùn)行是速度大小不變的圓周運(yùn)動(dòng)，估算飛船在軌道上運(yùn)行時(shí)的平均速率．

Answer 1

分析：（1）由位移時(shí)間關(guān)系可得飛船加速階段的加速度．
（2）由牛頓第二定律可得發(fā)電機(jī)的推力．
（3）由s=vt可得飛船在軌道上的平均速率．

解答：解：（1）由運(yùn)動(dòng)學(xué)可得：
s=

1

2

at2
解得：
a=

2s

t2

=

2×180×103

1202

m/s2=25m/s2
（2）由牛頓第二定律得：
F-mg=ma
解得：
F=mg+ma=479.8×10³×10+479.8×10³×25=1.68×10⁷N
（3）由題意知出艙活動(dòng)的時(shí)間約23min飛船飛行了9165km，由：
s=vt
解得：
v=

s

t

=

9165×103

23×60

m/s=6.64×103m/s
答：
（1）火箭點(diǎn)火后60秒加速度的大小為25m/s²．
（2）火箭起飛初試階段，發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的推力大小1.68×10⁷N．
（3）飛船在軌道上運(yùn)行時(shí)的平均速率為6.64×10³m/s．

點(diǎn)評(píng)：本題是較簡(jiǎn)單的牛頓第二定律應(yīng)用，但是情形是比較新穎的，重點(diǎn)是剝離冗長(zhǎng)的題干描述，建立物理模型．