题目内容

玩具火箭内充满压缩空气,在发射的时候利用压缩空气从火箭的尾部射出笨重的箭身,而使火箭头向前飞行.假如在竖直向上发射的时候,箭头能上升的度为h=16m.现改为另一种发射方式:首先让火箭沿半径为R=4m的半圆形轨道滑行(如图所示),在达到轨道的最低点A(此时火箭具有最大的滑行速度),再开动发动机发射火箭,试问,按这种方式发射的火箭头能上升多高?(不计摩擦和空气阻力)

 

答案:
解析:

设火箭发射过程结束火箭头所获得的初速度为v0,火箭头的质量为m.当火箭头上升时只受重力作用(因空气阻力不计),所以机械能守恒,有关系式:

从而得到                       

改用后一种方式发射时,设火箭沿光滑半圆形轨道滑到最低点A时的速度为va,同理由机械能守恒定律可得

                            

若待火箭滑到最低点A的时刻,再开动发动机发射火箭;发射结束火箭对地的速率为:

v=va+v0   

设火箭A相对于点A上升的最大高度为H,由机械能守恒得:

所以       

 


提示:

机械能守恒定律的应用

 


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