某校课外活动小组,自制一枚土火箭,设火箭发射实验时,始终在垂直于地面的方向上运动.火箭点火后经过4s到达离地面40m高处燃料恰好用完.若空气阻力忽略不计,g取10m/s2.求:(-物理

题目简介

某校课外活动小组,自制一枚土火箭,设火箭发射实验时,始终在垂直于地面的方向上运动.火箭点火后经过4s到达离地面40m高处燃料恰好用完.若空气阻力忽略不计,g取10m/s2.求:(-物理

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某校课外活动小组,自制一枚土火箭,设火箭发射实验时,始终在垂直于地面的方向上运动.火箭点火后经过4s到达离地面40m高处燃料恰好用完.若空气阻力忽略不计,g取10m/s2.求:
(1)火箭的平均推力与重力的比值是多大?
(2)火箭能到达的离地面的最大高度是多大?
(3)燃料燃烧结束后,火箭还能飞行多长时间?
题型:问答题难度:中档来源:南京模拟

答案

(1)设燃料燃烧结束时火箭的速度为v,根据运动学公式和动能定理有
h=class="stub"v
2
t

Fh-mgh=class="stub"1
2
mv2

 可求得v=class="stub"2h
t
=class="stub"2×40
4
=20m/s

由上面的式子可推得class="stub"F
mg
=
v2
2gh
+1=class="stub"3
2

(2)火箭能够继续上升的时间t1=class="stub"v
g
=class="stub"20
10
=2s

火箭能够继续上升的高度h1=
v2
2g
=class="stub"400
20
m=20m

火箭离地的最大高度H=h+h1=60m
(3)火箭由最高点落至地面的时间t2=
class="stub"2H
g
=
class="stub"2×60
10
s=2
3
s

燃料燃烧结束后,火箭飞行的时间t=t1+t2=2+2
3
≈5.46s

答:(1)火箭的平均推力与重力的比值是class="stub"3
2

(2)火箭能到达的离地面的最大高度是60m.
(3)燃料燃烧结束后,火箭还能飞行5.46s.

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