题目内容

空间探测器从某一星球表面竖直升空,已知探测器质量为500 kg(设为恒量),发动机推力为恒力,探测器升空后发动机因故障而突然关闭,如图所示是探测器从升空到落回星球表面的速度-时间图象,则由图象可判断该探测器在星球表面所能达到的最大高度是多少?发动机工作时的推力是多大?

答案:480m,3 750N
解析:

  由题图可知,空间探测器在t1=8 s时具有最大即时速度,t2=24 s时才达到最大高度,且其最大高度为图象中△OAB的面积,即hmax×24×40 m=480 m.

  空间探测器在8 s内在推力和重力作用下加速上升,在8 s后只在重力作用下先减速上升后加速回落.

  第一阶段加速度a1m/s2=5 m/s2

  第二、三阶段加速度相等,为a2m/s2=-2.5 m/s2

  据牛顿第二定律,第一阶段F-mg=ma1 ①

  第二、三阶段-mg=ma2 ②

  由①②得:F=m(a1-a2)=500×7.5 N=3 750 N.


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