题目内容
【题目】太空火箭(包括燃料)的初始质量为,从静止起飞,向后喷出的气体相对火箭的速度u为常量。任意时刻火箭速度(相对地球)为v时火箭的静止质量。忽略引力的影响,试求比值与速度v之间的关系。
【答案】,
【解析】
本题以地球为参考系,取火箭喷气的元过程,得到火箭静质量的变化与速度变化的关系式,然后运用微元法求得与速度v之间的关系。
设某时刻火箭对地速度为,质量,静质量,在的瞬时喷出气体质量为,静质量相应记作,火箭速度增加,由动量守恒关系得
。 ①
式中气体对地速度由速度变换法则确定。整理①式并忽略高阶无穷小量后得
。 ②
而喷出的气体质量,为
。 ③
③式中因子
。
则。
将其代入②式有
。 ④
④式等号两边消去因子,并舍去高阶无穷小量,整理可得
,
即。
将此式等价变形为
。
现令,,
则有。
当时,,,
故有,。
。
注意到初时,则有
,。
同理可得,
。
由所设得。
于是,本题所求的物理规律为
,。
练习册系列答案
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【题目】读图 “北京市密云县地形图”,回答下列问题。
(1)图中潮白河的流向为 ,密云县的城镇多分布在 地区。
(2)图中关于甲、乙、丙、丁四地的正确叙述是 (选择填空)。
A.甲地适宜发展林业生产 | B.乙地适宜发展观光农业 |
C.丙地适宜发展水田农业 | D.丁地适宜发展水产养殖 |
(3)丙地发展农业生产的有利自然条件有 、 、 等。
(4)密云水库上游曾经水土流失严重,其人为原因有 、 等。
(5)近年来,密云水库以北的丘陵地区由粮食种植调整为特色林果、特色养殖业,促使其发生转变的社会经济条件有 、 等。