解题思路:返回舱返回时发动机点火后,返回舱做减速运动,加速度方向向上,因此返回舱处于超重状态,已知减速前后返回舱的速度和减速时间,可以求出返回舱减速时的加速度,故可得航天员的载荷值
(1)因为航天员和返回舱一起做向下的减速运动,加速度方向向上,故此时航天员处于超重状态;
(2)已知,在减速前返回舱的速度v1=8m/s,减速后返回舱的速度v2=2m/s,减速时间t=0.2s
所以返回舱减速时的加速度a=
△v
△t=
2−8
0.2=−30m/s2,负号表示方向与初速度方向相反,即向上.
对航天员进行受力分析,航天员受到座椅向上的支持力N和向下的重力mg,合力使航天员产生加速度,所以根据牛顿第二定律有:
N-mg=ma
所以N=m(g+a)
所以航天员的载荷值:
N
mg=
g+a
g=4
答:(1)航天员处于超重状态;(2)减速时间内,航天员承受的载荷值为4.
点评:
本题考点: 匀变速直线运动的速度与时间的关系.
考点点评: 正确掌握判断超重还是失重的条件是看物体的加速度,而不是凭感觉,即发般航天器时是超重,返回时应该是失重的错误思维.