将一支小火箭沿竖直方向向上发射,最初0.3 s内喷出的气体的质量为30×10-3 kg,气体喷出的速度为600 m/s,若喷气后火箭的质量为2 kg,火箭在这段

将一支小火箭沿竖直方向向上发射,最初0.3 s内喷出的气体的质量为30×10-3 kg,气体喷出的速度为600 m/s,若喷气后火箭的质量为2 kg,火箭在这段

题型:同步题难度:来源:
将一支小火箭沿竖直方向向上发射,最初0.3 s内喷出的气体的质量为30×10-3 kg,气体喷出的速度为600 m/s,若喷气后火箭的质量为2 kg,火箭在这段时间内上升的平均加速度为多少?(g取10 m/s2
答案
解:设喷出气体的质量为m,速度为v,则m=30×10-3 kg,v=600 m/s,这部分气体在△t=0.3 s内,速度由0变到v,设平均作用力为F
由加速度定义式知气体的加速度
由牛顿第二定律知F+mg=ma
所以气体受到的平均作用力F=ma-mg=30×10-3×2000N-30×10-3×10 N≈60 N
根据牛顿第三定律知,小火箭受到的反冲力F"=60 N,方向向上
设其加速度为a",据牛顿第二定律得F"-Mg=Ma"
所以
举一反三
两物体甲和乙在同一直线上运动,它们在0~0.4 s时间内的v-t图像如图所示。若仅在两物体之间存在相互作用,则物体甲与乙的质量之比和图中时间t1分别为

[     ]

A.和0.30 s
B.3和0.30 s
C.和0.28 s
D.3和0.28 s
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如图A所示,一质量为m的物体系于长度分别为l1、l2的两根细线上,l1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,l2水平拉直,物体处于平衡状态。现将l2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。
(1)下面是某同学对该题的一种解法:
解:设l1线上拉力为T1,l2线上拉力为T2,重力为mg
      物体在三力作用下保持平衡T1cosθ=mg,T1sinθ=T2
      T2=mgtgθ,剪断线的瞬间,T2突然消失,物体即在T2反方向获得加速度
      因为mgtgθ=ma,所以加速度a=gtgθ,方向在T2反方向
你认为这个结果正确吗?请对该解法作出评价并说明理由。
(2)若将图A中的细线l1改为长度相同、质量不计的轻弹簧,如图B所示,其他条件不变,求解的步骤和结果与(1)完全相同,即a=gtgθ,你认为这个结果正确吗?请说明理由。
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如图所示,光滑斜面的底端a与一块质量均匀、水平放置的平板光滑相接,平板长为2L,L=1m。其中心C固定在高为R的竖直支架上,R=1m。支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转。问:
(1)在斜面上离平板高度为h0处放置一滑块A,使其由静止滑下,滑块与平板间的摩擦因数μ=0.2。为使平板不翻转,h0最大为多少?
(2)如果斜面上的滑块离平板的高度为h1=0.45m,并在h1处先后由静止释放两块质量相同的滑块A、B,时间间隔为△t=0.2s,则B滑块滑上平板后多少时间,平板恰好翻转。(重力加速度g取10m/s2
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如图,水平地面上有一楔形物体b,b的斜面上有一小物块a;a与b之间、b与地面之间均存在摩擦。已知楔形物体b静止时,a静止在b的斜面上。现给a和b一个共同的向左的初速度,与a和b都静止时相比,此时可能
[     ]
A.a与b之间的压力减少,且a相对b向下滑动
B.a与b之间的压力增大,且a相对b向上滑动
C.a与b之间的压力增大,且a相对b静止不动
D.b与地面之间的压力不变,且a相对b向上滑动
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科研人员乘气球进行科学考察。气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为990 kg。气球在空中停留一段时间后,发现气球漏气而下降,及时堵住。堵住时气球下降速度为1 m/s,且做匀加速运动,4 s内下降了12 m。为使气球安全着陆,向舱外缓慢抛出一定的压舱物。此后发现气球做匀减速运动,下降速度在5分钟内减少3 m/s。若空气阻力和泄漏气体的质量均可忽略,重力加速度g=9.89 m/s2,求抛掉的压舱物的质量。
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