中國長征3號(hào)甲火箭全長52.52米，是三級(jí)液體助推火箭，一、二級(jí)為常規(guī)燃料，第三級(jí)為液氫液氧燃料．整個(gè)火箭起飛質(zhì)量240噸，起飛推力3000千牛．裝載“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的長征三號(hào)甲火箭在高達(dá)85米的3號(hào)發(fā)射塔發(fā)射，本題所涉及過程不考慮空氣阻力，火箭質(zhì)量不變，重力加速度恒定取g=10m/s2．
（1）火箭發(fā)射后經(jīng)過多少時(shí)間飛離發(fā)射塔．
（2）假設(shè)火箭豎直向上加速飛行，經(jīng)過150秒一二級(jí)火箭分離，一級(jí)火箭殘骸豎直上拋，求一二級(jí)火箭分離后，一級(jí)火箭殘骸經(jīng)過多少時(shí)間落回地面．
分析：（1）對(duì)火箭進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求出發(fā)射時(shí)的加速度，發(fā)射后火箭做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移時(shí)間公式即可求解；
（2）先求出150s時(shí)的速度和高度，再求出一級(jí)火箭殘骸豎直上拋的高度和時(shí)間，然后求出其下落到地面的時(shí)間，兩者之和即為所求時(shí)間．
解答：解：（1）根據(jù)牛頓第二定律F-mg=ma
得：a=
F-mg
m
=2.5m/s2
根據(jù)H=
1
2
gt02得：t0=
2H
g
=8.2s
（2）經(jīng)過t1=150s后火箭的速度v=at1=375m/s
高度h1=
1
2
at12=28125m
一級(jí)火箭殘骸豎直上拋的高度h2=
v2
2g
=7031.25m
時(shí)間為t2=
v
g
=37.5s
所以自由下落的高度為h1+h2，下落的時(shí)間t3=
2(h1+h2)
g
=84s
所以一二級(jí)火箭分離后，一級(jí)火箭殘骸落回地面的時(shí)間為t=t2+t3=121.5s．
答：（1）火箭發(fā)射后經(jīng)過8.2s飛離發(fā)射塔．
（2）一二級(jí)火箭分離后，一級(jí)火箭殘骸經(jīng)過121.5s落回地面．
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式的直接應(yīng)用，難度適中．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

火箭是利用反沖原理工作的重要航天運(yùn)輸工具．
（1）我國長征3號(hào)甲火箭在起飛階段，通過發(fā)動(dòng)機(jī)噴射氣體而獲得的反沖力約為火箭總重量的2倍左右．假設(shè)在它剛剛起飛后豎直上升的某時(shí)刻，火箭的速度大小為v，在此后一個(gè)較短的時(shí)間t內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的氣體質(zhì)量為△m，噴出的氣體相對(duì)于地面的速度方向向下，大小為u，求這一段時(shí)間內(nèi)火箭受到的反沖力大�。ㄓ�(jì)算時(shí)忽略噴出氣體的重力大小，且認(rèn)為此段時(shí)間內(nèi)火箭受到的反沖力大小不變）
（2）火箭有單級(jí)和多級(jí)之分，多級(jí)火箭就是把火箭一級(jí)一級(jí)地接在一起，第一級(jí)燃料用完之后把箭體拋棄，減輕負(fù)擔(dān)，然后第二級(jí)開始工作，燃料用完之后再把第二級(jí)拋棄…，因此從理論上講，多級(jí)火箭能比單級(jí)火箭獲得更大的速度．
某同學(xué)分別建立了以下兩個(gè)力學(xué)模型來粗略地模擬單級(jí)火箭和二級(jí)火箭在水平飛行時(shí)的工作過程，如圖甲、乙所示．甲圖中的光滑水平面上并排靜止放置有質(zhì)量分別為2m和m的兩個(gè)物塊A、B，它們之間粘有微量的炸藥C，爆炸時(shí)釋放出的能量為2△E；乙圖中光滑水平面上并排靜止放置有質(zhì)量均為m的三個(gè)物塊D、F、G，D、F之間和F、G之間分別粘有微量的炸藥P和Q，通過控制使炸藥Q先爆炸，炸藥P后爆炸，Q和P爆炸時(shí)釋放出的能量均為△E．所有炸藥的質(zhì)量都忽略不計(jì)，爆炸的時(shí)間極短，爆炸產(chǎn)生的能量都轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，爆炸后所有物塊的速度方向在同一直線上．求所有的爆炸都發(fā)生后物塊D的速度是物塊A的速度的倍數(shù)．
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科目：高中物理 來源：2010-2011學(xué)年天津市高三畢業(yè)班聯(lián)考（一）物理卷 題型：計(jì)算題

火箭是利用反沖原理工作的重要航天運(yùn)輸工具。

（1）我國長征3號(hào)甲火箭在起飛階段，通過發(fā)動(dòng)機(jī)噴射氣體而獲得的反沖力約為火箭總重量的2倍左右。假設(shè)在它剛剛起飛后豎直上升的某時(shí)刻，火箭的速度大小為v，在此后一個(gè)較短的時(shí)間t內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的氣體質(zhì)量為△m，噴出的氣體相對(duì)于地面的速度方向向下，大小為u，求這一段時(shí)間內(nèi)火箭受到的反沖力大小。（計(jì)算時(shí)忽略噴出氣體的重力大小，且認(rèn)為此段時(shí)間內(nèi)火箭受到的反沖力大小不變）

（2）火箭有單級(jí)和多級(jí)之分，多級(jí)火箭就是把火箭一級(jí)一級(jí)地接在一起，第一級(jí)燃料用完之后把箭體拋棄，減輕負(fù)擔(dān)，然后第二級(jí)開始工作，燃料用完之后再把第二級(jí)拋棄……，因此從理論上講，多級(jí)火箭能比單級(jí)火箭獲得更大的速度。

某同學(xué)分別建立了以下兩個(gè)力學(xué)模型來粗略地模擬單級(jí)火箭和二級(jí)火箭在水平飛行時(shí)的工作過程，如圖甲、乙所示。甲圖中的光滑水平面上并排靜止放置有質(zhì)量分別為2m和m的兩個(gè)物塊A、B，它們之間粘有微量的炸藥C，爆炸時(shí)釋放出的能量為2△E；乙圖中光滑水平面上并排靜止放置有質(zhì)量均為m的三個(gè)物塊D、F、G，D、F之間和F、G之間分別粘有微量的炸藥P和Q，通過控制使炸藥Q先爆炸，炸藥P后爆炸，Q和P爆炸時(shí)釋放出的能量均為△E。所有炸藥的質(zhì)量都忽略不計(jì)，爆炸的時(shí)間極短，爆炸產(chǎn)生的能量都轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，爆炸后所有物塊的速度方向在同一直線上。求所有的爆炸都發(fā)生后物塊D的速度是物塊A的速度的倍數(shù)。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

中國長征3號(hào)甲火箭全長52.52米，是三級(jí)液體助推火箭，一、二級(jí)為常規(guī)燃料，第三級(jí)為液氫液氧燃料．整個(gè)火箭起飛質(zhì)量240噸，起飛推力3000千牛．裝載“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的長征三號(hào)甲火箭在高達(dá)85米的3號(hào)發(fā)射塔發(fā)射，本題所涉及過程不考慮空氣阻力，火箭質(zhì)量不變，重力加速度恒定取g=10m/s2．
（1）火箭發(fā)射后經(jīng)過多少時(shí)間飛離發(fā)射塔．
（2）假設(shè)火箭豎直向上加速飛行，經(jīng)過150秒一二級(jí)火箭分離，一級(jí)火箭殘骸豎直上拋，求一二級(jí)火箭分離后，一級(jí)火箭殘骸經(jīng)過多少時(shí)間落回地面．

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科目：高中物理 來源：2010-2011學(xué)年浙江省三地十二校聯(lián)考高三（上）第一次月考物理試卷（解析版） 題型：解答題

中國長征3號(hào)甲火箭全長52.52米，是三級(jí)液體助推火箭，一、二級(jí)為常規(guī)燃料，第三級(jí)為液氫液氧燃料．整個(gè)火箭起飛質(zhì)量240噸，起飛推力3000千牛．裝載“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的長征三號(hào)甲火箭在高達(dá)85米的3號(hào)發(fā)射塔發(fā)射，本題所涉及過程不考慮空氣阻力，火箭質(zhì)量不變，重力加速度恒定取g=10m/s2．
（1）火箭發(fā)射后經(jīng)過多少時(shí)間飛離發(fā)射塔．
（2）假設(shè)火箭豎直向上加速飛行，經(jīng)過150秒一二級(jí)火箭分離，一級(jí)火箭殘骸豎直上拋，求一二級(jí)火箭分離后，一級(jí)火箭殘骸經(jīng)過多少時(shí)間落回地面．

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