Question

【題目】在我國(guó)用長(zhǎng)征運(yùn)載火箭成功地發(fā)射了“神舟”系列試驗(yàn)飛船的某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用在同一張底片上多次曝光的照相方法，從火箭點(diǎn)火時(shí)刻開始，每隔2.0s曝光一次，得到了一張記錄火箭在開始運(yùn)動(dòng)最初l0s內(nèi)6個(gè)不同位置的照片。已知火箭的長(zhǎng)度為58.3m，起飛質(zhì)量為479t，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>9.8m／s2。用刻度尺測(cè)量照片上的有關(guān)長(zhǎng)度，結(jié)果如圖所示。

根據(jù)上述條件和圖示，請(qǐng)回答：

（1）分析在火箭點(diǎn)火后最初的10s內(nèi)，火箭的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。要求寫出分析的依據(jù)和結(jié)論。

（2）估算火箭點(diǎn)火最初10s內(nèi)它受到的平均推力的大小。

Answer 1

【答案】(1)勻加速直線運(yùn)動(dòng) (2) F=7.9×106N

【解析】

根據(jù)題意可知考查勻加速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，相鄰相等時(shí)間內(nèi)位移差值為一恒量（正值）時(shí)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，用逐差法可求得火箭的加速度，再用牛頓第二定律可求得火箭受到的平均推力大小。

（1）根據(jù)火箭長(zhǎng)度58.3m和火箭在照片上像的長(zhǎng)度2.0cm，可知在相鄰兩次拍照過(guò)程中，火箭上升的高度分別為

s1=13.4 m，s2=40.2 m，s3=67.2m，s4=94.0m，s5=120.4m。

由于

s2-s1=26.8m,s3-s2=27.0m，s4-s3=26.8m，s5-s4=26.4m。

可見(jiàn)，連續(xù)相鄰時(shí)間間隔內(nèi)火箭的位移之差近似相等，所以火箭在最初10 s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)近似為勻加速直線運(yùn)動(dòng)。

（2）火箭在最初10 s內(nèi)的加速度為

設(shè)火箭在此過(guò)程中所受的推力為F，根據(jù)牛頓第二定律有

F-mg=ma

解得

F=m（g+a）=7.9×106N