题目

题型：不详难度：来源：

一宇宙空间探测器从某一星球的表面垂直升空，假设探测器的质量恒为1500kg，发动机的推力为恒力，宇宙探测器升空到某一高度时，发动机突然关闭，如图表示其速度随时间的变化规律．
（1）升高6s、20s、40s，探测器的运动情况如何？（要求有计算过程，说清加速度和速度的具体值）
（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及发动机的推力（假设行星表面没有空气阻力）

答案

（1）前8秒，火箭匀加速上升，加速度为a1=

64-0

8

=8m/s2
速度时间关系式为：v=8t，故6s末速度为48m/s；
8s-24s火箭由于惯性继续上升，做匀减速直线运动，加速度为a2=

0-64

24-8

=-4m/s2
速度时间关系式为：v=64-4t
故20s时的速度为16m/s
24s-48s火箭向下做匀加速直线运动，加速度为a3=

-80-0

48-24

=-

10

3

m/s2
速度时间关系式为：v=-

10

3

t
故40s时速度为-

160

3

m/s；
即升高6s时加速度为8m/s²，速度为48m/s；升高20s时加速度为-4m/s²，速度为16m/s；升高40s时加速度为-

10

3

m/s²，速度为-

160

3

m/s．
（2）24s末达到最高点，由于图线与坐标轴包围的面积，故
H=

1

2

×24×64=768m
即探测器在该行星表面达到的最大高度为768m．
（3）火箭减速上升的过程中，只受重力，故加速度即为重力加速度，故该星球表面重力加速度大小为4m/s²；
火箭加速过程，根据牛顿第二定律，有
F-mg=ma₁
解得
F=m（g+a₁）=18000N
即该行星表面的重力加速度为4m/s²，发动机的推力为18000N．