题文
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)
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)前8秒,火箭匀加速上升,加速度为a1=64-08=8m/s2
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a2=0-6424-8=-4m/s2
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a3=-80-048-24=-103m/s2
速度时间关系式为:v=-103t
故40s时速度为-1603m/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-103m/s2,速度为-1603m/s.
(2)24s末达到最高点,由于图线与坐标轴包围的面积,故
H=12×24×64=768m
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.
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解析
64-08
考点
据考高分专家说,试题“一宇宙空间探测器从某一星球的表面垂直升空.....”主要考查你对 [匀变速直线运动 ]考点的理解。
匀变速直线运动
定义:
在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动,即加速度恒定的变速直线运动叫匀变速直线运动。
特点:
a=恒量。
匀变速直线运动规律(基本公式):
速度公式:v=
位移公式:x=
速度平方公式:
位移公式:x=
速度平方公式:
位移—平均速度关系式:x=
匀变速直线运动的几个重要推论:
- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=…=SN-SN-1=ΔS=
匀变速直线运动的几个重要推论:
- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=…=SN-SN-1=ΔS=

(此公式可以用来判断物体是否做匀变速直线运动)。进一步推论:Sn+m-Sn=
,其中Sn、Sn+m分别表示第n段和第(n+m)段相等时间内的位移,T为相等时间间隔。 - 某段时间内的平均速度,等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即
。
- 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根,即vs/2=
,其中Sn、Sn+m分别表示第n段和第(n+m)段相等时间内的位移,T为相等时间间隔。
- 某段时间内的平均速度,等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即
。
- 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根,即vs/2=

。
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- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=…=SN-SN-1=ΔS=



