Question

【題目】我國“神舟”五號飛船于2003年l0月15日在酒泉航天發射場由長征二號F運載火箭成功發射升空，若長征二號F運載火箭和飛船起飛時總質量為1.0×105kg，起飛推動力為3.0×106N，運載火箭發射塔高160m，試問：（g=10m/s2）

（1）運載火箭起飛時的加速度為多大？

（2）假如運載火箭起飛時推動力不變，忽略一切阻力和運載火箭質量的變化，試確定運載火箭需經多長時間才能飛離發射塔？

（3）這段時間內飛船中的宇航員承受了多大的壓力？（設宇航員的質量為65kg）

Answer 1

【答案】（1）運載火箭起飛時的加速度為20m/s2．

（2）假如運載火箭起飛時推動力不變，忽略一切阻力和運載火箭質量的變化，運載火箭需經4s時間才能飛離發射塔．

（3）這段時間內飛船中的宇航員承受了1.95×103N的壓力．

【解析】解：（1）以長征二號F運載火箭和飛船整體為研究對象，根據牛頓第二定律得：火箭起飛時的加速度為：

a===20m/s2．

（2）由運動學公式s=可知，火箭飛離發射塔的時間：t===4s．

（3）這段時間內飛船中的宇航員承受的壓力，根據牛頓第二定律：N﹣mg=ma，

∴N=m（g+a）=65×（10+20）=1.95×103N．

答：（1）運載火箭起飛時的加速度為20m/s2．

（2）假如運載火箭起飛時推動力不變，忽略一切阻力和運載火箭質量的變化，運載火箭需經4s時間才能飛離發射塔．

（3）這段時間內飛船中的宇航員承受了1.95×103N的壓力．