1964年,酷夏的戈壁滩,一枚中国火箭准备发射升空.但是由于天气炎热,火箭推进剂温度升高,不能将燃料箱注满推进剂,导致射程不够.既然射程不够,应该增加推进剂,很多人都在

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

1964年,酷夏的戈壁滩,一枚中国火箭准备发射升空.但是由于天气炎热,火箭推进剂温度升高,不能将燃料箱注满推进剂,导致射程不够.既然射程不够,应该增加推进剂,很多人都在沿着这条思路苦思冥想.这时一个年轻人站出来提出:“泄出600公斤燃烧剂,也许可以解决问题.”大家都对这个年轻人的想法感到不可思议.后来,年轻人向技术总指挥钱学森反映:箭体的质量直接影响到射程,泄出一些燃料,不就等于减轻了箭体的自身的质量么?这样火箭不就可以飞得更远吗?钱学森认真听取了他的想法后,当即拍板:“我看这个办法行!”不久,大漠中一声巨响,火箭发射试验圆满成功.这个年轻人就是获得2004年国家最高科学技术奖的王永志.
李明同学看完了上述材料后.根据自己的实际水平决定对火箭竖直上升阶段的运动进行一些研究.他用平均推力(常量)代替火箭从开始发射到上升至设计的最大竖真高  度过程中所受推力,并且用平均质量代替火箭在这个过程中的质量.忽略空气阻力作  用.李明用他学过的知识研究发现,泄出部分燃料后火箭上升到设计的竖直最大高度时,可以获得更大的速度.
请你按照李明同学的思路论证出:泄出部分燃料后火箭上升到设计的竖真最大高度时,可以获得更大的速度.

◎ 答案

设火箭竖直上升阶段的平均推力为
.
F
,平均质量为
.
m
,加速度为a,根据牛顿第二定律有:
a=
.
F
-
.
m
g
.
m
=
.
F
.
m
-g

由于火箭泄出部分燃料后平均质量
.
m
减小,平均推力是常量
.
F
,所以火箭竖直上升的加速度a增大.
因为火箭上升设计的最大高度h为定值,所以由vt2=2ah可知,加速度a增大,火箭获得的速度vt也将增大.
答:证明如上所示.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“1964年,酷夏的戈壁滩,一枚中国火箭准备发射升空.但是由于天气炎热,火箭推进剂温度升高,不能将燃料箱注满推进剂,导致射程不够.既然射程不够,应该增加推进剂,很多人都在…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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