Question

2005年10月12日9時(shí),我國(guó)“神舟”六號(hào)載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由長(zhǎng)征2F運(yùn)載火箭成功發(fā)射升空.若長(zhǎng)征2F運(yùn)載火箭和飛船起飛時(shí)的總質(zhì)量為1.0×10⁵ kg,火箭起飛時(shí)的推動(dòng)力為3.0×10⁶ N,運(yùn)載火箭發(fā)射塔高160 m,求:

(1)假設(shè)火箭起飛時(shí)的推動(dòng)力不變,忽略空氣阻力和火箭質(zhì)量的變化,則運(yùn)載火箭經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間飛離發(fā)射塔;

(2)這段時(shí)間內(nèi)飛船中的宇航員費(fèi)俊龍對(duì)座椅的壓力是多大(費(fèi)俊龍的質(zhì)量為65 kg).

 

Answer 1

(1)4.0s  (2)1.95×10³ N

解析:(1)以運(yùn)載火箭和飛船整體為研究對(duì)象,它們起飛時(shí)所受的合力為F-Mg,根據(jù)牛頓第二定律,起飛時(shí)的加速度:

   a= m/s²=20 m/s².

   運(yùn)載火箭飛離發(fā)射塔的時(shí)間:

   t= s=4.0s.

(2)以費(fèi)俊龍為研究對(duì)象,設(shè)座椅對(duì)他的支持力為F_N,由牛頓第二定律有:F_N-mg=ma,F_N=ma+mg=65×(10+20) N=1.95×10³ N

   根據(jù)牛頓第三定律,費(fèi)俊龍對(duì)座椅的壓力

   F_N′=F_N=1.95×10³ N.