Question

我国“神舟”五号飞船于2003年l0月15日在酒泉航天发射场由长征二号F运载火箭成功发射升空，若长征二号F运载火箭和飞船起飞时总质量为1.0×10⁵kg，起飞推动力为3.0×10⁶N，运载火箭发射塔高160m，试问：（g=10m/s²）

（1）运载火箭起飞时的加速度为多大？

（2）假如运载火箭起飞时推动力不变，忽略一切阻力和运载火箭质量的变化，试确定运载火箭需经多长时间才能飞离发射塔？

（3）这段时间内飞船中的宇航员承受了多大的压力？（设宇航员的质量为65kg）

Answer

（1）运载火箭起飞时的加速度为20m/s2．

（2）假如运载火箭起飞时推动力不变，忽略一切阻力和运载火箭质量的变化，运载火箭需经4s时间才能飞离发射塔．

（3）这段时间内飞船中的宇航员承受了1.95×103N的压力．

【解析】【解析】
（1）以长征二号F运载火箭和飞船整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：火箭起飞时的加速度为：

a===20m/s2．

（2）由运动学公式s=可知，火箭飞离发射塔的时间：t===4s．

（3）这段时间内飞船中的宇航员承受的压力，根据牛顿第二定律：N﹣mg=ma，

∴N=m（g+a）=65×（10+20）=1.95×103N．

答：（1）运载火箭起飞时的加速度为20m/s2．

（2）假如运载火箭起飞时推动力不变，忽略一切阻力和运载火箭质量的变化，运载火箭需经4s时间才能飞离发射塔．

（3）这段时间内飞船中的宇航员承受了1.95×103N的压力．

【点评】本题是牛顿第二定律和运动学公式的综合应用，这是解决力学问题的基本方法和思路，要加强这方面的训练，做到熟练掌握．