题目内容

【题目】一枚小火箭携带试验炸弹竖直发射升空,小火箭的加速度a= m/s2 , 经t1=30s后小火箭与试验炸弹分离,预定试验炸弹在最高点爆炸,取g=10m/s2 , 不计空气阻力,求:
(1)试验炸弹预定爆炸点的高度是多少?
(2)若试验失败,炸弹未爆炸,如果不采取措施,炸弹会在分离后多长时间落地?
(3)若在第(2)问中,在炸弹到达最高点10s后,以v0=400m/s竖直发射一枚拦截炮弹进行拦截,拦截点高度是多少?

【答案】
(1)解:小火箭与试验炸弹分离时的速度

t1时间内,炸弹上升的高度

设分离后,炸弹上升的高度为h2,则

代入数据:

解得 h2=500m

试验炸弹预定爆炸点的高度h=h1+h2=1500+500=2000m

答:试验炸弹预定爆炸点的高度是2000m


(2)设炸弹在分离后经时间t2落地,则

代入数据:

解得t2=30s

答:若试验失败,炸弹未爆炸,如果不采取措施,炸弹会在分离后30s时间落地


(3)拦截炮弹从发射到拦截住炸弹所用时间为t3,则

代入数据:5

解得t3=3s

拦截点高度 =1155m

答:若在第(2)问中,在炸弹到达最高点10s后,以v0=400m/s竖直发射一枚拦截炮弹进行拦截,拦截点高度是1155m


【解析】(1)由题意得到:小火箭在0﹣30s内匀加速上升;此后竖直上抛运动;根据运动学公式求解;(2)炸弹在分离后做竖直上抛运动,根据运动学公式求解炸弹会在分离后到落地的时间;(3)若以V0=400m/s竖直发射一枚炮弹拦截,炸弹与炮弹在竖直方向位移的和等于炸弹上升的高度,根据竖直上抛运动与自由落体运动的规律写出公式,即可求解.
【考点精析】掌握自由落体运动和匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系是解答本题的根本,需要知道(1)条件:初速度为零,只受重力作用;(2)性质:是一种初速为零的匀加速直线运动,a=g;速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.

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