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题文

火箭是利用反冲原理工作的重要航天运输工具。
(1)我国长征3号甲火箭在起飞阶段,通过发动机喷射气体而获得的反冲力约为火箭总重量的2倍左右。假设在它刚刚起飞后竖直上升的某时刻,火箭的速度大小为v,在此后一个较短的时间t内,发动机喷出的气体质量为△m,喷出的气体相对于地面的速度方向向下,大小为u,求这一段时间内火箭受到的反冲力大小。(计算时忽略喷出气体的重力大小,且认为此段时间内火箭受到的反冲力大小不变)
(2)火箭有单级和多级之分,多级火箭就是把火箭一级一级地接在一起,第一级燃料用完之后把箭体抛弃,减轻负担,然后第二级开始工作,燃料用完之后再把第二级抛弃……,因此从理论上讲,多级火箭能比单级火箭获得更大的速度。
某同学分别建立了以下两个力学模型来粗略地模拟单级火箭和二级火箭在水平飞行时的工作过程,如图甲、乙所示。甲图中的光滑水平面上并排静止放置有质量分别为2m和m的两个物块A、B,它们之间粘有微量的炸药C,爆炸时释放出的能量为2△E;乙图中光滑水平面上并排静止放置有质量均为m的三个物块D、F、G,D、F之间和F、G之间分别粘有微量的炸药P和Q,通过控制使炸药Q先爆炸,炸药P后爆炸,Q和P爆炸时释放出的能量均为△E。所有炸药的质量都忽略不计,爆炸的时间极短,爆炸产生的能量都转化为机械能,爆炸后所有物块的速度方向在同一直线上。求所有的爆炸都发生后物块D的速度是物块A的速度的倍数。

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
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相关试题

如图所示,在粗糙水平台阶上A点静止放置一质量m=0.5 kg的小物块,它与水平台阶表面间的动摩擦因数μ=0.5,且与台阶边缘O点的距离s=5 m.在台阶右侧固定了一个以O点为圆心的圆弧形挡板,以O点为原点建立平面直角坐标系,挡板上边缘P点的坐标为(1.6 m,0.8 m).现用F=5 N的水平恒力拉动小物块,一段时间后撤去拉力,小物块最终水平抛出并击中挡板(g=10 m/s2).

(1)若小物块恰能击中挡板的上边缘P点,求拉力F作用的距离;
(2)改变拉力F的作用时间,小物块可击中挡板的不同位置,求击中挡板时小物块动能的最小值.(结果可保留根式)

如图甲所示,光滑水平面上的O处有一质量为m=2 kg物体.物体同时受到两个水平力的作用,F1=4 N,方向向右,F2的方向向左,大小如图乙所示,s为物体相对O的位移.物体从静止开始运动,问:

(1) 当位移为s=0.5 m时物体的加速度多大?
(2) 物体在s=0到s=2 m内什么位置物体的速度最大?最大速度为多少?

如图所示,质量M=1 kg的木板静置于倾角θ=37°、足够长的固定光滑斜面底端.质量m=1 kg的小物块(可视为质点)以初速度v0=4 m/s从木板的下端冲上木板,同时在木板上端施加一个沿斜面向上的F=3.2 N的恒力.若小物块恰好不从木板的上端滑下,求木板的长度l为多少?已知小物块与木板之间的动摩擦因数μ=0.8,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.

阅读以下信息:
①2013年12月2日1时30分,“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心发射,经过19分钟的飞行后,火箭把“嫦娥三号”送入近地点高度210千米、远地点高度约36.8万千米的地月转移轨道。“嫦娥三号”奔月的近似轨迹如图所示。
②经过地月转移轨道上的长途飞行后,“嫦娥三号”在距月面高度约100千米处成功变轨,进入环月圆轨道。在该轨道上运行了约4天后,再次成功变轨,进入近月点高度15千米、远月点高度100千米的椭圆轨道。
③2013年12月14日晚21时,随着首次应用于中国航天器的空间变推力发动机开机,沿椭圆轨道通过近月点的“嫦娥三号”从每秒钟1.7千米的速度实施动力下降。
④2013年12月14日21时11分,“嫦娥三号”成功实施软着陆。
⑤开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即,k是一个对所有行星都相同的常量。该定律适用于一切具有中心天体的引力系统。
⑥月球的质量M=7.35×1022kg,半径R=1.74×103km;月球绕地球运行的轨道半长轴a0=3.82×105km,月球绕地球运动的周期T0=27.3d(d表示天);质量为m的物体在距离月球球心r处具有的引力势能,引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2;地球的半径R0=6.37×103km。
根据以上信息,请估算:

(1)“嫦娥三号”在100km环月圆轨道上运行时的速率v;
(2)“嫦娥三号”在椭圆轨道上通过远月点时的速率v

在许多建筑工地经常使用打夯机将桩料打入泥土中以加固地基。打夯前先将桩料扶起、使其缓慢直立进入泥土中,每次卷扬机都通过滑轮用轻质钢丝绳将夯锤提升到距离桩顶h0=5 m处再释放,让夯锤自由下落,夯锤砸在桩料上并不弹起,而随桩料一起向下运动。(碰撞时间极短时,一动碰一静,碰后同速满足mv=(M+m)v)设夯锤和桩料的质量均为m=500 kg,泥土对桩料的阻力为f=kh,其中常数k=2. 0×104 N/m,h是桩料深入泥土的深度。卷扬机使用电动机来驱动,卷扬机和电动机总的工作效率为η=95%,每次卷扬机需用20 s的时间提升夯锤。提升夯锤时忽略加速和减速的过程,不计夯锤提升时的动能,也不计滑轮的摩擦。夯锤和桩料的作用时间极短,g取10m/s2,求:
(1)在提升夯锤的过程中,电动机的输入功率;(结果保留2位有效数字)
(2)打完第一夯后,桩料进入泥土的深度。(可用根号表示)

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