4.某課外活動(dòng)小組自制一枚火箭,火箭從地面發(fā)射后,始終在垂直于地面的方向上運(yùn)動(dòng),火箭點(diǎn)火后可認(rèn)為做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)4s到達(dá)離地面40m高處時(shí)燃料恰好用完,若不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2,求:
(1)燃料恰好用完時(shí)火箭的速度;
(2)火箭離地面的最大高度;
(3)火箭從發(fā)射到殘骸落回地面過(guò)程的總時(shí)間.

分析 (1)根據(jù)平均速度公式列式求解;
(2)火箭推力消失后,由于慣性,繼續(xù)上升,做上拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度位移公式求解繼續(xù)上升的高度,最后得到總高度;
(3)燃料用完后火箭做豎直上拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度時(shí)間公式求出繼續(xù)上升的時(shí)間,殘骸落回地面過(guò)程的過(guò)程是自由落體運(yùn)動(dòng),根據(jù)位移時(shí)間公式求出下落時(shí)間,總時(shí)間等于上升的總時(shí)間加上下落的時(shí)間.

解答 解:(1)設(shè)火箭的速度為v,根據(jù)平均速度求位移的公式,有:$\frac{1}{2}$vt=h,
代入數(shù)據(jù):$\frac{1}{2}v×4=40$
代入數(shù)據(jù)解得:v=20 m/s
(2)最大高度為:H=40 m+$\frac{v2}{2g}$=60 m  
(3)殘骸落回地面過(guò)程的過(guò)程是自由落體運(yùn)動(dòng),設(shè)下落的時(shí)間為t1,則有:
H=$\frac{1}{2}g{t}_{1}^{2}$
解得:${t}_{1}^{\;}$=$\sqrt{\frac{2H}{g}}=\sqrt{\frac{2×60}{10}}=2\sqrt{3}s$
設(shè)火箭燃料耗盡后能夠繼續(xù)上升的時(shí)間為t2,則有:
${t}_{2}^{\;}=\frac{△v}{-g}=\frac{0-20}{-10}=2s$
所以總時(shí)間為:t=4+2+2$\sqrt{3}$s=6+2$\sqrt{3}$s
答:(1)燃料恰好用完時(shí)火箭的速度20m/s;
(2)火箭離地面的最大高度60m;
(3)火箭從發(fā)射到殘骸落回地面過(guò)程的總時(shí)間(6+2$\sqrt{3}$)s

點(diǎn)評(píng) 本題考查了勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的基本公式及豎直上拋、自由落體運(yùn)動(dòng)的基本公式的直接應(yīng)用,要注意火箭燃料耗盡后還會(huì)繼續(xù)上升,最后做自由落體運(yùn)動(dòng).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

14.某一質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),初速度為10m/s,末速度為15m/s,運(yùn)動(dòng)位移為25m,則質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度和運(yùn)動(dòng)的時(shí)間分別為( 。
A.2.5 m/s22 sB.2 m/s2 2.5 sC.2 m/s2 2 sD.2.5 m/s2 2.5 s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

15.下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的概念的說(shuō)法中,正確的是( 。
A.任何細(xì)小的物體都可以看做質(zhì)點(diǎn)
B.任何靜止的物體都可以看做質(zhì)點(diǎn)
C.一個(gè)物體是否可以看做質(zhì)點(diǎn),要看研究問(wèn)題的具體情況而定
D.一個(gè)物體在任何情況下都可以看做質(zhì)點(diǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

12.如圖所示電路中,伏特計(jì)V1示數(shù)為100伏特,V2示數(shù)為120伏特,電阻R=4歐姆,電動(dòng)機(jī)內(nèi)電阻r=2歐姆,則電動(dòng)機(jī)的輸出功率為多少瓦,電動(dòng)機(jī)的效率為多少
(摩擦力忽略不計(jì))

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

19.如圖所示是甲、乙兩物體從同一點(diǎn)出發(fā)的位移-時(shí)間(x-t)圖象,由圖象可以看出在0~4s這段時(shí)間內(nèi)( 。
A.甲、乙兩物體始終同向運(yùn)動(dòng)B.2s時(shí)甲、乙兩物體之間的距離最大
C.甲的平均速度大于乙的平均速度D.甲、乙兩物體之間的最大距離為3m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

9.如圖是利用無(wú)人小飛機(jī)進(jìn)行航拍,則在地面操控者進(jìn)行以下操作時(shí)能把無(wú)人機(jī)看成質(zhì)點(diǎn)的是( 。
A.觀察飛機(jī)經(jīng)過(guò)一個(gè)標(biāo)識(shí)點(diǎn)的時(shí)間B.調(diào)整飛機(jī)的飛行姿態(tài)
C.調(diào)整飛機(jī)離被攝物高度D.調(diào)整飛機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)翼

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.如油畫(huà)所示是伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)的情景,他設(shè)計(jì)并做了小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn),關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的下列說(shuō)法中不符合史實(shí)的是( 。
A.伽利略以實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)速度與時(shí)間成正比的猜想是否真實(shí)
B.伽利略讓小球沿阻力很小的斜面滾下是為了“沖淡”重力的影響
C.伽利略通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)小球沿斜面滾下的運(yùn)動(dòng)是勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
D.伽利略用實(shí)驗(yàn)而不是外推的方法得到斜面傾角增大到900小球仍然會(huì)保持勻加速運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

2.如圖甲所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)、間距為d的兩金屬板A、B水平放置,ab為兩板的中心線(xiàn),一個(gè)帶電粒子以速度v0從a點(diǎn)水平射入,沿直線(xiàn)從b點(diǎn)射出,若將兩金屬板接到如圖乙所示的交變電壓上,欲使該粒子仍能從b點(diǎn)以速度v0射出,求:

(1)若t=0粒子從a點(diǎn)射入金屬板,粒子在$\frac{T}{4}$內(nèi)離開(kāi)中心線(xiàn)的距離為多大?
(2)粒子從a點(diǎn)射入金屬板的時(shí)刻應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?
(3)交變電壓的周期T應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.某組同學(xué)設(shè)計(jì)了“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn).圖(a)為實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖,A為小車(chē),B為電火花計(jì)時(shí)器,C為裝有細(xì)沙的小桶,D為一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板,實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)繩對(duì)小車(chē)?yán)的大小等于細(xì)沙和小桶的總重量,小車(chē)運(yùn)動(dòng)加速度a可用紙帶上的打點(diǎn)求得.

(1)實(shí)驗(yàn)中,需要平衡小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的阻力,正確的做法是C
A.小車(chē)放在木板上,調(diào)節(jié)木板在傾斜程度,輕推小車(chē),目測(cè)小車(chē)沿木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).
B.小車(chē)放在木板上,掛上砂桶,調(diào)節(jié)木板的傾斜程度,輕推小車(chē),目測(cè)小車(chē)沿木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).
C.小車(chē)放在木板上,后面固定一條紙帶,紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,調(diào)節(jié)木板的傾斜程度,輕推小車(chē),通過(guò)紙帶上所打點(diǎn)的分布測(cè)定小車(chē)沿木板做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).
(2)實(shí)驗(yàn)中,為了保證細(xì)繩對(duì)小車(chē)?yán)近似等于細(xì)沙和小桶的總重量,細(xì)沙和小桶的總質(zhì)量m與小車(chē)和車(chē)上砝碼的總質(zhì)量M之間應(yīng)滿(mǎn)足的條件是M>>m.
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的交流電源上,得到一條紙帶,打出的部分計(jì)數(shù)點(diǎn)如圖(b)所示(每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn),圖中未畫(huà)出),則小車(chē)的加速度a=0.56m/s2(保留2位有效數(shù)字).
(4)在研究“外力一定時(shí),加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí),保持細(xì)砂和小桶的總質(zhì)量不變,改變小車(chē)和車(chē)上砝碼的總質(zhì)量M,分別記錄小車(chē)加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù).在分析處理數(shù)據(jù)時(shí),甲同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出a-M圖象如圖(c),乙同學(xué)作出a-$\frac{1}{M}$圖象如圖(d).兩同學(xué)都由圖象得出“外力一定時(shí),加速度a與質(zhì)量M成反比”的結(jié)論.你認(rèn)為乙(填“甲”或“乙”)同學(xué)的方案更合理.

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