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一空间探测器从某一星球表面垂直升空,假设探测器的质量恒为,发动机的推进力为恒力,...

一空间探测器从某一星球表面垂直升空,假设探测器的质量恒为,发动机的推进力为恒力,探测器升空过程中发动机突然关闭,如图所示的图线表示速度随时间的变化情况.

1)升空后,探测器做什么运动?

2)求探测器在该行星表面达到的最大高度;

3)计算该行星表面的重力加速度;

4)假设行星表面没有空气,计算发动机的推进力;

5)题中对图线做了哪些理想化处理?真实情况下的图线应该是什么样子?

 

(1)竖直方向上做初速度为零的匀加速运动,末的速度, 继续向上做匀减速运动,升到最高点,竖直向下做匀加速直线运动,末的速度大小是,此时回到原升空点 (2) (3) (4) (5)质量减小,加速度逐渐增加,加速度不变 【解析】 (1)由图像可知,竖直方向上做初速度为零的匀加速运动,末的速度, 继续向上做匀减速运动,升到最高点,竖直向下做匀加速直线运动,末的速度大小是,此时回到原升空点。 (2)v-t图像的面积表示位移,从图中可以看出,24s时,位移最大,此时位移为 (3)9s后关闭发动机,则 (4)对0~9s的过程中运用牛顿第二定律,有 解得 (5)由于探测器在制动阶段,消耗燃料,质量在不断减小,所以在加速度逐渐增加,而加速度不变。  
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1下落时的最大加速度。

2下落时能达到的最大速度。

 

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