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质量为4 t的火箭,其喷出气体对地的速度为500 m/s,则

(1)它至少每秒喷出质量为多少的气体,才能开始上升?

(2)如果要以2 m/s2的加速度上升,则每秒可喷出多少气体?

(3)火箭上升后,由于继续喷气,火箭质量将逐渐变小,如果喷气对地速度保持不变,要维持不变的上升加速度,则每秒喷出的气体的质量应如何变化?取g=10 m/s2.

解析:(1)当喷出的气体对火箭的平均冲力大于重力时,火箭才能开始上升.由F=>(M-m)g,t=1 s,得m=78.4 kg.(2)设a=2 m/s2时,每秒喷出气体的质量为m′,则由牛顿运动定律得,-(M-m′)g=(M-m′)a,t=1 s,求出m′==93.8 kg.

(3)由-(M′-m′)g=(M′-m′)a分析知,火箭上升过程中,总质量M′在不断减小,(M′-m′)不断减小,a=-g=-g,要使a 保持不变,只有使每秒喷出气体的质量m′减小.

答案:(1)78.4 kg  (2)93.8 kg  (3)减小


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

精英家教网[选做题]本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答.若三题都做,则按A、B两题评分.
A.(模块3-3)
(1)下列说法正确的是
 

A.当气体被压缩时,分子间距离变小,表现为斥力,所以必需用力才能压缩
B.液晶并不是晶体,但具有晶体一样的光学各向异性
C.迅速压缩气体时,气体温度一定升高
D.一滴油酸酒精溶液体积为V,在水面上形成的单分子油膜的面积为S,则油酸分子的直径d=
VS

(2)(4分)已知铁的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为N0.试求一块边长为d的正方形铁块中含有铁原子的个数为
 

(3)如图甲所示,筒形绝热气缸平放在水平面上,用绝热的活塞封闭一部分气体.活塞的横截面积为S,质量为m,外界大气压强恒为P0.活塞与气缸之间无摩擦且不漏气,气缸内有一个电阻丝可以给气体加热.现把气缸立起来,如图乙所示,发现活塞下降距离为h,则立起后气缸内气体分子势能
 
(填“变大”、“变小”或“不变”);当电阻丝通电后产生的热量为Q时,活塞刚好回到原来的位置处于平衡,则在此过程中,气体内能增加了
 
.(用题中已知物理量符号表示)
B.(模块3-4)
(1)下列说法正确的是:
 

A.全息照相利用了光的偏振原理
B.亮度相同的紫光与红光不会发生干涉现象
C.X射线的比紫外线更容易发生干涉现象
D.地面上的人发现,坐在高速离开地球的火箭里的人新陈代谢变慢了,而火箭里的人发现地面上的人新陈代谢也变慢了.
(2)(4分)有一束复色光中含有两种单色光,在真空中a光的波长大于b光的波长.若让此复色光通过半圆形玻璃砖,经过圆心O射向空气,则下列四个光路图中符合实际情况的有:
 

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(3)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t=0时刻波刚好传播到x=6m处的质点A,如图所示,已知波的传播速度为48m/s.请回答下列问题:
①从图示时刻起再经过
 
s,质点B第一次处于波峰;
②写出从图示时刻起质点A的振动方程:
 

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C.(模块3-5)(1)下列说法正确的有
 

A.单色光从光密介质进入光疏介质,光子的能量不变
B.贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象,从而揭示出原子核具有复杂结构
C.当氢原子核外电子从第3能级跃迁到第4能级时,氢原子一定吸收能量,电子的动能增大
D.在光电效应实验中,入射光强度越强,产生的光电子初动能就越大
(2)先完成下列核反应方程,再回答题.1327Al+24He→1430Si+01n+
 

该核反应所属核反应类型是
 

A.衰变            B.人工转变            C.裂变
(3)光滑水平面上一个质量为0.2kg的小球A,以3m/s的速度与另一个质量为0.4kg的静止小球B发生正碰,碰后小球A的速度大小变为1m/s,与原来速度方向相反,则在碰撞过程中,小球A的动量变化大小为
 
kg?m/s,碰后小球B的速度大小为
 
m/s.

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科目:高中物理 来源: 题型:

2003年10月15日,我们成功发射了第一艘载人宇宙飞船“神舟”五号,火箭全长58.3 m,起飞质量479.8 t,火箭点火升空,飞船进入预定轨道.“神舟”五号环绕地球飞行14圈约用时间21 h.飞船点火竖直升空时,航天员感觉“超重感比较强”,仪器显示他对座舱的最大压力为他体重的5倍.飞船进入轨道后,宇航员还多次在舱内飘浮起来.假设飞船运行的轨道是圆形轨道,地球半径R取6.4×103 km,地面重力加速度g取10 m/s2.

(1)试分析航天员在舱内“漂浮起来”现象的产生原因;

(2)估算飞船运行轨道距地面的高度.

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科目:高中物理 来源: 题型:

2003年10月15日我国成功地发射了“神舟”五号载人飞船,9时9分50秒准确进入预定轨道,此前飞船已与火箭分离,飞船质量为7 760 kg,轨道倾角为42.4°,近地点高度200 km,远地点高度350 km,15时57分飞船变轨成功,变轨后进入343 km的圆轨道,运行14圈.又于16日6时23分在内蒙古主着陆场成功着陆,实际着陆点与理论着陆点只相差4.8 km,返回舱完好无损,宇航员杨利伟自主出舱.

(1)飞船返回时,在接近大气层的过程中,返回舱与飞船最终分离.返回舱质量为3 t,返回舱着陆,是由三把伞“接力”完成的.先由返回舱放出一把引导伞,引导伞工作16 s后,返回舱的下降速度由180 m/s减至80 m/s.假设这段运动是垂直地面下降的,且已接近地面,试求这段运动的加速度和引导伞对返回舱的拉力大小.

(2)已知万有引力做功与路径无关,所以可以引进引力势能,若取无穷远为引力势能零点,则引力势能的计算公式为Ep=-,式中G为引力常量,M为地球质量,m为物体的质量,r为物体与地心的距离,又已知飞船在沿椭圆轨道运行的过程中经过近地点时速度大小为7.835×103 m/s,试求飞船经过近地点时的机械能以及经过远地点时的速度大小.已知G=6.67×10-11 N·m2/kg2,M=6×1024 kg,地球半径R=6.4×106 m.

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科目:高中物理 来源: 题型:

质量为4 t的火箭,其喷出气体对地的速度为500 m/s,则:

(1)它至少每秒喷出质量为多少的气体,才能开始上升?

(2)如果要以2 m/s2的加速度上升,则每秒可喷出多少气体?

(3)火箭上升后,由于继续喷气,火箭质量将逐渐变小,如果喷气对地速度保持不变,要维持不变的上升加速度,则每秒喷出的气体的质量应如何变化?取g=10 m/s2.

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