问题
问答题
某校课外活动小组自制一枚土火箭，火箭质量为3kg．点火后火箭始终垂直于地面向上运动，开始一段时间可视为做匀加速运动．经过4s到达离地面40m高处，燃料恰好用完．若空气阻力忽略不计，g取10m/s2．求
（1）燃料恰好用完时火箭的速度大小；
（2）火箭上升离地面的最大高度；
（3）火箭上升时受到的最大推力．
答案
（1）设燃料燃烧结束时火箭的速度为v，根据运动学公式
h=
t ①v 2
得，v=
=2h t
m/s=20m/s ②2×40 4
（2）火箭能够继续上升的高度h1=
=v2 2g
=20m ③202 2×10
火箭离地的最大高度 H=h+h1=40+20=60m ④
（3）火箭在飞行中质量不断减小，所以在点火起飞的最初其推力最大．
加速度为 a=
=v t
=5m/s2 ⑤20 4
根据牛顿第二定律得 F-mg=ma ⑥
则 F=m（g+a）=3×（10+5）=45N ⑦
答：
（1）燃料恰好用完时火箭的速度大小是20m/s；
（2）火箭上升离地面的最大高度是60m；
（3）火箭上升时受到的最大推力是45N．