我國「神舟」五號飛船於2003年l0月15日在酒泉航天發射場由長征二號F運載火箭成功發射升空，若長征二號F運載火箭和飛船

題目：

我國「神舟」五號飛船於2003年l0月15日在酒泉航天發射場由長征二號F運載火箭成功發射升空，若長征二號F運載火箭和飛船起飛時總質量爲1.0×10⁵kg，起飛推動力爲3.0×10⁶N，運載火箭發射塔高160m，試問：（g=10m/s²）
（1）運載火箭起飛時的加速度爲多大？
（2）假如運載火箭起飛時推動力不變，忽略一切阻力和運載火箭質量的變化，試確定運載火箭需經多長時間才能飛離發射塔？
（3）這段時間內飛船中的太空人承受了多大的壓力？（設太空人的質量爲65kg）

解答：

（1）以長征二號F運載火箭和飛船整體爲研究對象，根據牛頓第二定律得：火箭起飛時的加速度爲：
a=
F−Mg
M=
3×106−1×105×10
1×105=20m/s²．
（2）由運動學公式s=
1
2at2可知，火箭飛離發射塔的時間：t=

2s
a=

2×160
20=4s．
（3）這段時間內飛船中的太空人承受的壓力，根據牛頓第二定律：N-mg=ma，
∴N=m（g+a）=65×（10+20）=1.95×10³N．
答：（1）運載火箭起飛時的加速度爲20m/s²．
（2）假如運載火箭起飛時推動力不變，忽略一切阻力和運載火箭質量的變化，運載火箭需經4s時間才能飛離發射塔．
（3）這段時間內飛船中的太空人承受了1.95×10³N的壓力．

試題解析：

（1）火箭起飛過程受到推力和重力，根據牛頓第二定律求解加速度；
（2）當火箭的位移達到塔高160m將飛離發射塔，由勻變速直線運動的位移公式求解時間；
（3）對宇宙員運用牛頓第二定律求解他所承受的壓力．

名師點評：

本題考點： 牛頓第二定律；勻變速直線運動的位移與時間的關係．
考點點評： 本題是牛頓第二定律和運動學公式的綜合應用，這是解決力學問題的基本方法和思路，要加強這方面的訓練，做到熟練掌握．