一宇宙空间探测器从某一星球的表面垂直升空,假设探测器的质量恒为1500kg,发动机的推力为恒力,宇宙探测器升空到某一高度时,发动机突然关闭,如图表示其速度随时间的变化

发布时间:2020-08-10 08:51:02

一宇宙空间探测器从某一星球的表面垂直升空,假设探测器的质量恒为1500kg,发动机的推力为恒力,宇宙探测器升空到某一高度时,发动机突然关闭,如图表示其速度随时间的变化规律.
(1)升高6s、20s、40s,探测器的运动情况如何?(要求有计算过程,说清加速度和速度的具体值)
(2?)?求探测器在该行星表面达到的最大高度
(3)计算该行星表面的重力加速度及发动机的推力(假设行星表面没有空气阻力)

网友回答

解:(1)前8秒,火箭匀加速上升,加速度为
速度时间关系式为:v=8t,故6s末速度为48m/s;
8s-24s火箭由于惯性继续上升,做匀减速直线运动,加速度为
速度时间关系式为:v=64-4t
故20s时的速度为16m/s
24s-48s火箭向下做匀加速直线运动,加速度为
速度时间关系式为:v=-t
故40s时速度为-m/s;
即升高6s时加速度为8m/s2,速度为48m/s;升高20s时加速度为-4m/s2,速度为16m/s;升高40s时加速度为-m/s2,速度为-m/s.
(2)24s末达到最高点,由于图线与坐标轴包围的面积,故

即探测器在该行星表面达到的最大高度为768m.
(3)火箭减速上升的过程中,只受重力,故加速度即为重力加速度,故该星球表面重力加速度大小为4m/s2;
火箭加速过程,根据牛顿第二定律,有
F-mg=ma1
解得
F=m(g+a1)=18000N
即该行星表面的重力加速度为4m/s2,发动机的推力为18000N.
解析分析:(1)探测器先加速上升,然后减速上升,最后加速下降;根据图线计算出速度表达式进行分析讨论;
(2)24s末达到最高点,根据图线与坐标轴包围的面积表示位移进行计算;
(3)火箭减速上升和加速下降的加速度即为重力加速度,根据速度时间公式计算即可求出重力加速度;再对加速过程运用牛顿第二定律列式求解出火箭的推力.

点评:本题关键分析清楚探测器的运动规律,然后根据运动学公式结合牛顿第二定律列式求解.
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