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中國長征3號甲火箭全長52.52米，是三級液體助推火箭，一、二級為常規(guī)燃料，第三級為液氫液氧燃料．整個火箭起飛質量240噸，起飛推力3000千牛．裝載“嫦娥一號”衛(wèi)星的長征三號甲火箭在高達85米的3號發(fā)射塔發(fā)射，本題所涉及過程不考慮空氣阻力，火箭質量不變，重力加速度恒定取g=10m/s2．
（1）火箭發(fā)射后經過多少時間飛離發(fā)射塔．
（2）假設火箭豎直向上加速飛行，經過150秒一二級火箭分離，一級火箭殘骸豎直上拋，求一二級火箭分離后，一級火箭殘骸經過多少時間落回地面．

解：（1）根據牛頓第二定律F-mg=ma
得：a=
根據H=得：
（2）經過t1=150s后火箭的速度v=at1=375m/s
高度h1=
一級火箭殘骸豎直上拋的高度h2=
時間為
所以自由下落的高度為h1+h2，下落的時間
所以一二級火箭分離后，一級火箭殘骸落回地面的時間為t=t2+t3=121.5s．
答：（1）火箭發(fā)射后經過8.2s飛離發(fā)射塔．
（2）一二級火箭分離后，一級火箭殘骸經過121.5s落回地面．
分析：（1）對火箭進行受力分析，根據牛頓第二定律求出發(fā)射時的加速度，發(fā)射后火箭做勻加速直線運動，根據位移時間公式即可求解；
（2）先求出150s時的速度和高度，再求出一級火箭殘骸豎直上拋的高度和時間，然后求出其下落到地面的時間，兩者之和即為所求時間．
點評：本題主要考查了牛頓第二定律及運動學基本公式的直接應用，難度適中．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

中國長征3號甲火箭全長52.52米，是三級液體助推火箭，一、二級為常規(guī)燃料，第三級為液氫液氧燃料．整個火箭起飛質量240噸，起飛推力3000千牛．裝載“嫦娥一號”衛(wèi)星的長征三號甲火箭在高達85米的3號發(fā)射塔發(fā)射，本題所涉及過程不考慮空氣阻力，火箭質量不變，重力加速度恒定取g=10m/s2．
（1）火箭發(fā)射后經過多少時間飛離發(fā)射塔．
（2）假設火箭豎直向上加速飛行，經過150秒一二級火箭分離，一級火箭殘骸豎直上拋，求一二級火箭分離后，一級火箭殘骸經過多少時間落回地面．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

火箭是利用反沖原理工作的重要航天運輸工具．
（1）我國長征3號甲火箭在起飛階段，通過發(fā)動機噴射氣體而獲得的反沖力約為火箭總重量的2倍左右．假設在它剛剛起飛后豎直上升的某時刻，火箭的速度大小為v，在此后一個較短的時間t內，發(fā)動機噴出的氣體質量為△m，噴出的氣體相對于地面的速度方向向下，大小為u，求這一段時間內火箭受到的反沖力大�。ㄓ嬎銜r忽略噴出氣體的重力大小，且認為此段時間內火箭受到的反沖力大小不變）
（2）火箭有單級和多級之分，多級火箭就是把火箭一級一級地接在一起，第一級燃料用完之后把箭體拋棄，減輕負擔，然后第二級開始工作，燃料用完之后再把第二級拋棄…，因此從理論上講，多級火箭能比單級火箭獲得更大的速度．
某同學分別建立了以下兩個力學模型來粗略地模擬單級火箭和二級火箭在水平飛行時的工作過程，如圖甲、乙所示．甲圖中的光滑水平面上并排靜止放置有質量分別為2m和m的兩個物塊A、B，它們之間粘有微量的炸藥C，爆炸時釋放出的能量為2△E；乙圖中光滑水平面上并排靜止放置有質量均為m的三個物塊D、F、G，D、F之間和F、G之間分別粘有微量的炸藥P和Q，通過控制使炸藥Q先爆炸，炸藥P后爆炸，Q和P爆炸時釋放出的能量均為△E．所有炸藥的質量都忽略不計，爆炸的時間極短，爆炸產生的能量都轉化為機械能，爆炸后所有物塊的速度方向在同一直線上．求所有的爆炸都發(fā)生后物塊D的速度是物塊A的速度的倍數．
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科目：高中物理 來源：2010-2011學年天津市高三畢業(yè)班聯考（一）物理卷 題型：計算題

火箭是利用反沖原理工作的重要航天運輸工具。

（1）我國長征3號甲火箭在起飛階段，通過發(fā)動機噴射氣體而獲得的反沖力約為火箭總重量的2倍左右。假設在它剛剛起飛后豎直上升的某時刻，火箭的速度大小為v，在此后一個較短的時間t內，發(fā)動機噴出的氣體質量為△m，噴出的氣體相對于地面的速度方向向下，大小為u，求這一段時間內火箭受到的反沖力大小。（計算時忽略噴出氣體的重力大小，且認為此段時間內火箭受到的反沖力大小不變）

（2）火箭有單級和多級之分，多級火箭就是把火箭一級一級地接在一起，第一級燃料用完之后把箭體拋棄，減輕負擔，然后第二級開始工作，燃料用完之后再把第二級拋棄……，因此從理論上講，多級火箭能比單級火箭獲得更大的速度。

某同學分別建立了以下兩個力學模型來粗略地模擬單級火箭和二級火箭在水平飛行時的工作過程，如圖甲、乙所示。甲圖中的光滑水平面上并排靜止放置有質量分別為2m和m的兩個物塊A、B，它們之間粘有微量的炸藥C，爆炸時釋放出的能量為2△E；乙圖中光滑水平面上并排靜止放置有質量均為m的三個物塊D、F、G，D、F之間和F、G之間分別粘有微量的炸藥P和Q，通過控制使炸藥Q先爆炸，炸藥P后爆炸，Q和P爆炸時釋放出的能量均為△E。所有炸藥的質量都忽略不計，爆炸的時間極短，爆炸產生的能量都轉化為機械能，爆炸后所有物塊的速度方向在同一直線上。求所有的爆炸都發(fā)生后物塊D的速度是物塊A的速度的倍數。

 

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科目：高中物理 來源：2010-2011學年浙江省三地十二校聯考高三（上）第一次月考物理試卷（解析版） 題型：解答題

中國長征3號甲火箭全長52.52米，是三級液體助推火箭，一、二級為常規(guī)燃料，第三級為液氫液氧燃料．整個火箭起飛質量240噸，起飛推力3000千牛．裝載“嫦娥一號”衛(wèi)星的長征三號甲火箭在高達85米的3號發(fā)射塔發(fā)射，本題所涉及過程不考慮空氣阻力，火箭質量不變，重力加速度恒定取g=10m/s2．
（1）火箭發(fā)射后經過多少時間飛離發(fā)射塔．
（2）假設火箭豎直向上加速飛行，經過150秒一二級火箭分離，一級火箭殘骸豎直上拋，求一二級火箭分離后，一級火箭殘骸經過多少時間落回地面．

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