一空间探测器的质量恒为3000kg,发动机推力为恒力.探测器从无大气层的某星球表面竖直升空,升空后发动机因故障而突然关闭;如图所示为探测器从升空到回落的速度-时间图象.求

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 匀变速直线运动/2022-08-28 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

一空间探测器的质量恒为3000kg,发动机推力为恒力.探测器从无大气层的某星球表面竖直升空,升空后发动机因故障而突然关闭;如图所示为探测器从升空到回落的速度-时间图象.求:
(1)探测器发动机的推力.
(2)若该星球与地球的半径之比为1:3,它们的质量比为多少?(地球表面处g=10m/s2
魔方格

◎ 答案

(1)由速度-时间图象知,0-10s在发动机的推力作用下探测器作匀加速直线运动,10s后探测器只受重力而作匀减速直线运动.设该星球表面附近的重力加速度为g,探测器发动机的推力为F.
在10s后:a2=
vt-v0
t
=
0-60
20
=-3m/s2

则g=3m/s2
在0-10s内:a1=
60-0
10
=6m/s2

据牛顿第二定律有F-mg=ma1
得F=3000×3+3000×6=2.7×104N
(2)在天体表面附近的物体,有
GMm
R2
=mg

解得M=
gR2
G

故:
M
M
=
g
R2星
g
R2地
=
3
10
×(
1
3
)2=
1
30

答:(1)探测器发动机的推力为2.7×104N.
(2)若该星球与地球的半径之比为1:3,它们的质量比为1:30.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“一空间探测器的质量恒为3000kg,发动机推力为恒力.探测器从无大气层的某星球表面竖直升空,升空后发动机因故障而突然关闭;如图所示为探测器从升空到回落的速度-时间图象.求…”主要考查了你对  【匀变速直线运动】,【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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