题目
从地面发射一初始质量为m0的火箭,喷射的燃料相对火箭的速度为vr。
(1)若其燃料的每秒消耗量可调节,为使火箭在地面以上某个高度保持静止,求与时间t的函数关系。
(2)若其燃料的每秒消耗量正比于火箭的瞬时质量m,即,其中α为正常量。证明当时,火箭将以恒定加速度向上加速,并求出此加速度。
(3)若其燃料的每秒消耗量正比于m0,即,其中k为正常量。试求火箭在任一时刻t的速度。
(4)在(3)的情况下,若火箭本身的质量为m,试求火箭所能到达的最大高度(不计火箭燃料燃尽后的自由上抛过程)。设火箭到达最大高度时仍未脱离地球引力范围,并设此过程中重力加速度g为常量。
第1题
υ喷射。已知火箭本身的质量为M,求证只有当 aυ>g时,火箭才能上升;并证能达到的最大速度为。
第2题
第3题
第4题
一飞行火箭的运动学方程为其中b是与燃料燃烧速率有关的量,u为燃气相对火箭的喷射速度。求:
(1)火箭飞行速度与时间的关系;(2)火箭的加速度。
第5题
A.
B.
C.
D.
第6题
设在地球表面附近,一质量为5.0×105kg的火箭(含燃料),从尾部喷出气体的速率为2.0×103m/s。试求:(1)每秒需喷出多少气体,才能使火箭最初向上的加速度大小为4.9 m/s2;(2)若火箭的质量比为6,该火箭的最后速率。
第7题
第8题
第10题
建立一个模型说明要用三级火箭发射人造卫星的道理。
(1)设卫星绕地球做匀速圆周运动,证明其速度为R为地球半径,r为卫星与地心距离,g为地球表面重力加速度,要把卫星送上离地面600km的轨道,火箭末速v应为多少?
(2)设火箭飞行中速度为v(t),质量为m(t),初速为0,初始质量m0,火箭喷出的气体相对于火箭的速度为u,忽略重力和阻力对火箭的影响。用动量守恒原理证明由此你认为要提高火箭的末速应采取什么措施。
(3)火箭质量包括3部分:有效载荷(卫星)mp,燃料mf;结构(外壳、燃料仓等)ms,其中ms在mf+ms中的比例记作λ,一般λ不小于10%。证明若mp=0(即火箭不带卫星),则燃料用完时火箭达到的最大速度为vm=-ulnλ。已知目前的u=3km/s,取λ=10%,求vm,这个结果说明什么?
(4)假设火箭燃料燃烧的同时,不断丢弃无用的结构部分,即结构质量与燃料质量以λ和1-λ的比例同时减少,用动量守恒原理证明问燃料用完时火箭末速为多少,与前面的结果有何不同?
(5)(4)是个理想化的模型,实际上只能用建造多级火箭的办法一段段地丢弃无用的结构部分。记mi为第i级火箭质量(燃料和结构),λmi为结构质量(λ对各级是一样的)。有效载荷仍用mp表示。当第1级的燃料用完时丢弃第1级的结构,同时第2级点火。再设燃烧级的初始质量与其负载质量之比保持不变,比例系数为k。证明3级火箭的末速计算要使v3=10.5km/s,发射1t重的卫星需要多重的火箭(u,λ用以前的数据)?若用2级或4级火箭,结果如何?由此得出使用3级火箭发射卫星的道理。
第11题
一火箭均匀地向后喷气,每秒钟喷出90.0克的气体,喷出的气体相对于火箭的速度为v0=300米/秒,设火箭开始时静止,火箭体和燃料的总质量为m0=270克。试问:
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