题目内容
【题目】某校高一课外活动小组自制一枚水火箭，设水火箭发射后始终在竖直方向上运动．在水火箭向下喷水过程中，水火箭可认为做匀加速直线运动．水火箭从地面静止出发经过5 s到达离地面高40 m处时水恰好喷完，接着水火箭向上做匀减速运动，最后落回到地面．设水火箭喷完水后运动的加速度大小恒为10 m/s2，求：
（1）恰好喷完水时水火箭的速度；
（2）水火箭上升离地面的最大高度；
（3）水火箭从发射到残骸落回到地面过程的总时间．
【答案】（1）16 m/s （2）52.8 m （3）8.85 s
【解析】试题分析：水火箭喷水过程向上做初速度为零的匀加速直线运动，根据位移时间公式和速度时间公式列式求解；水喷完后继续上升，做竖直上抛运动，根据速度位移公式求解继续上升的高度，最后得到总高度；水火箭做竖直上抛运动，根据速度时间公式求出继续上升的时间，落回地面过程的过程是自由落体运动，根据位移时间公式求出下落时间，总时间等于上升的总时间加上下落的时间。
画出水火箭运动示意图，如图所示，A点是地面，B点为水火箭恰好喷完水的位置，C为水火箭上升的最大高度．
(1)水火箭喷水过程向上做初速度为零的匀加速直线运动
根据位移时间公式：
速度时间关系为：vB＝a1t1
联立解得：vB＝16 m/s
(2)BC阶段水火箭做匀减速直线运动
速度时间公式：vC2－vB2＝2a2x2
高度关系为：hAC＝x1＋x2
联立可得：hAC＝52.8 m
(3)从C落到A做自由落体运动：
速度关系为：vC－vB＝a2t2
总时间为：t＝t1＋t2＋t3
联立并带入数据解得：
。
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