Question

某校課外活動(dòng)小組，自制一枚土火箭，設(shè)火箭發(fā)射實(shí)驗(yàn)時(shí)垂直于地面向上作勻變速直線運(yùn)動(dòng)．已知火箭點(diǎn)火后，經(jīng)t=4s到達(dá)離地面高h(yuǎn)=40m處燃料恰好用完．若空氣阻力和燃料質(zhì)量均可忽略不計(jì)，g取10m/s²．求：
（1）火箭所受到的平均推力F與重力G的比值；
（2）火箭能到達(dá)的離地面的最大高度H．

Answer 1

解：（1）根據(jù)h=得，a=．
根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)-mg=ma，解得F=mg+ma=15m．
所以　　
（2）火箭上升的最大速度v=at=20m/s．
火箭能夠繼續(xù)上升的高度
代入數(shù)據(jù)得　　h₁=20m
火箭離地的最大高度H=h+h1=60m　　　　　　
答：（1）火箭所受到的平均推力F與重力G的比值為．
（2）火箭能到達(dá)的離地面的最大高度為60m．
分析：（1）根據(jù)位移時(shí)間公式求出勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度，通過(guò)牛頓第二定律求出平均推力F與重力G的比值．
（2）根據(jù)速度時(shí)間公式求出最大速度的大小，通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出勻減速運(yùn)動(dòng)的位移，從而得出上升的最大高度．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的基本運(yùn)用，知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁．