為訓(xùn)練宇航員習(xí)慣失重,需要創(chuàng)造失重環(huán)境.在地球表面附近,可以在飛行器的座艙內(nèi)短時間地完成失重.設(shè)某一飛機可作多種模擬飛行,令飛機于速率500m/s時進(jìn)入試驗狀態(tài),而速率為1000m/s時退出試驗,則可以實現(xiàn)試驗?zāi)康那矣行в?xùn)練時間最長的飛行是( )
A. 飛機在水平面內(nèi)做變速圓周運動,速度由500m/s增加到1000m/s
B. 飛機在堅直面內(nèi)沿圓孤俯沖,速度由500m/s增加到1000m/s( 在最低點)
C. 飛機以500m/s作豎直上拋運動(關(guān)閉發(fā)動機),當(dāng)它豎直下落速度增加到1000m/s時,開動發(fā)動機退出實驗狀態(tài)
D. 飛機以500m/s沿某一方向作斜拋或平拋運動(關(guān)閉發(fā)動機),當(dāng)速度達(dá)到1000m/s時開動發(fā)動機退出實驗狀態(tài)
A、飛機在水平面內(nèi)做變速圓周運動,試驗者不是處于失重狀態(tài).故A錯誤.
B、設(shè)開始試驗時飛機的初速度的大小為v
1,方向與水平方向成θ角,起始位置為A點,經(jīng)做拋物線運動在B點退出試驗,
如圖所示.以t表示試驗經(jīng)歷的時間,在退出試驗時的速率為v
2,
則有v
2x=v
1cosθ…(1)
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/908fa0ec08fa513de9fe06693e6d55fbb2fbd935.jpg)
v
2y=v
1sinθ-gt…(2)
而
v22=v2x2+v2y2由(1)、(2)、(3)式得:
g
2t
2-2v
1gtsinθ+
v12-v22=0…(4)
解(4)式得:
t=
…(5)
由(5)式可知,當(dāng)進(jìn)入試驗時飛機的速度v
1和退出試驗時飛機的速度v
2確定以后,失重時間的長短可通過角θ來調(diào)節(jié).
當(dāng)θ=90°時失重時間最長,即以初速度v
1做豎直上拋運動,當(dāng)它豎直下落速率增加到v
2時退出實驗狀態(tài).故C正確,B、D錯誤.
故選:C.