Question

某校课外活动小组，自制一枚土火箭，火箭在地面时的质量为3 kg.设火箭发射实验时，始终在垂直于地面的方向上运动.火箭点火后可认为做匀加速运动，经过4 s到达离地面40 m高处燃料恰好用完.若空气阻力忽略不计，g取10 m/s².求：

（1）燃料恰好用完时火箭的速度为多少？

（2）火箭上升离地面的最大高度是多大？

（3）火箭上升时受到的最大推力是多大？

Answer 1

解析：(1)设燃料燃烧结束时火箭的速度为v，根据运动学公式有：

h=t，v== m/s=20 m/s.

(2)火箭能够继续上升的时间：t₁== s=2 s

火箭能够继续上升的高度：h₁== m=20 m

火箭离地的最大高度：H=h+h₁=（40+20） m=60 m.

(3)火箭在飞行中质量不断减小，所以在点火起飞的最初，其推力最大.

a== m/s²=5 m/s²

F-mg=ma

F=m(g+a)=3×(10+5) N=45 N.

答案：(1)20 m/s  (2)60 m  (3)45 N