题目内容

15.人类1966年曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的测定质量的实验,实验时,用双子星号飞船m1去接触正在轨道上运行的火箭组m2(后者的发动机已熄火).接触以后,开动双子星号飞船的推进器,使飞船和火箭组共同加速,推进器的平均推力F=895N,推进器开动时间为7s.测出飞船和火箭组的速度变化是0.91m/s,已知m1=3400kg.求:
(1)火箭组的质量m2;(结果保留一位有效数字)
(2)共同加速过程中,飞船与火箭组之间平均作用力的大小.(结果保留一位有效数字)

分析 (1)题对整体火箭组受力分析列出牛顿第二定律方程,再结合加速度的定义,即可求出m2.
(2)隔离物体m2受力分析,根据牛顿第二定律列出方程即可求解.

解答 解:(1)对整体,由牛顿第二定律,有:
F=(m1+m2)a
由运动学公式,有:
a=$\frac{v-{v}_{0}}{t}$=$\frac{0.91}{7}$=0.13m/s2
由以上两式得:
m2=$\frac{F}{a}-{m}_{1}$=$\frac{897}{0.13}-3400$=3500kg
(2)对m2分析,设m1对m2的作用力为T,由牛顿第二定律,有:
T=m2a=3500×0.13=455N
答:(1)火箭组的质量m2为3500kg;
(2)火箭组收到飞船的推力为455N.

点评 遇到连接体问题一般应采取“先整体后隔离”的顺序并根据牛顿第二定律列式求解,基础问题.

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