- 反冲运动:火箭
- 共54题
一质量为M的航天器远离太阳和行星,正以速度v0在太空中飞行,某一时刻航天器接到加速的指令后,发动机瞬间向后喷出质量为m的气体,气体向后喷出的速度大小为v1,求加速后航天器的速度大小。(v0、v1均为相对同一参考系的速度)
正确答案
解:设速度v0的方向为正方向,则由动量守恒:
所以,加速后航天器的速度大小:
一个稳定的原子核质量为M,处于静止状态,它放出一个质量为m的粒子后,做反冲运动,已知放出的粒子的速度为v0,则反冲核速度为 。
正确答案
-(mv0)/(M-m)
如图所示,质量为m,半径为r的小球,放在内半径为R,质量为3m的大空心球内,大球开始静止在光滑水平面上,当小球由图中位置无初速释放沿内壁滚到最低点时,大球移动的距离等于__________。
正确答案
一个连同装备共有kg的宇宙行员,脱离宇宙飞船后,在离飞船L=45m处与飞船处于相对静止状态,他带着一个装有0.5kg氧气的贮氧筒,贮氧筒有个可以使氧气以v=50m/s的速度喷出的喷嘴.宇航员必须向着与返回飞船相反的方向释放氧气,才能回到飞船上去,同时又必须保留一部分氧气供他在飞向飞船的途中呼吸.飞行员呼吸的耗氧率为.如果他在开始返回的瞬间释放的氧气,他能安全回到飞船吗?
正确答案
宇航员可以安全返回飞船.
本题立意在分析解决实际问题.宇航员放出氧气后,由于反冲使自己获得返回飞船的速度.设其反冲速度为,由动量守恒定律:
因,故有
宇航员返回飞船的时间
在这900s内,宇航员需要呼吸氧气
可以看出:
所以,宇航员可以安全返回飞船.
如果宇航员以最短的时间返回飞船,设时间为t,宇航员放出氧气的质量为Δm,则留下呼吸的氧气至少为m-Δm.根据动量守恒定律,宇航员获得的反冲速度:
故有:
而宇航员呼吸氧气应满足:两式联立,可得:
代入数据解出Δm=0.45kg(另一解Δm=0.05kg舍去)
求出
扫码查看完整答案与解析