Question

我国“神舟”六号飞船于2005年10月12日在酒泉航天发射场由长征二号运载火箭成功发射升空，若长征二号运载火箭和飞船起飞时的总质量为l.0×10⁵kg，火箭起飞推力3.0×10⁶N，运载火箭发射塔高160m．假如运载火箭起飞时推力不变，忽略空气阻力和火箭质量的变化．求：
（1）火箭获得的加速度多大？
（2）火箭经多长时间飞离发射塔？
（3）这段时间内飞船中质量为65kg的宇航员对坐椅的压力多大？（g=10m/s²）．

Answer 1

分析：（1）以运载火箭和飞船整体为研究对象，它们所受的合力F_合=F-G，根据牛顿第二定律求解加速度；
（2）根据初速度为零的匀加速运动的位移公式，可求得运载火箭飞离发射塔的时间；
（3）加速上升是超重，故压力比重力大ma．

解答：解：（l）以运载火箭和飞船整体为研究对象，它们所受的合力
F_合=F-G
根据牛顿第二定律，起飞时的加速度a=

F-Mg

M

=

F

M

-g=

3×106

105

-10=20m/s²
（2）运载火箭飞离发射塔的时间t=

2S a

=

2×160 20

s=4.0s
（3）加速上升是超重，故压力比重力大ma，为F=mg+ma=65×10+65×20=1950N
答：（l）火箭获得的加速度为20m/s²；
（2）运载火箭经4s飞离发射塔；
（3）这段时间内飞船中质量为65kg的宇航员对坐椅的压力为1950N．

点评：本题考查的是牛顿运动定律的应用，根据牛顿第二定律求解加速度，再根据运动学公式求解运动学问题，或者根据运动学公式求解加速度，再根据牛顿第二定律求解力，这是动力学的典型的两类问题．本题属于第一类问题．难度不大，属于中档题．