解题思路:(1)根据平均速度公式列式求解;
(2)火箭推力消失后,由于惯性,继续上升,做上抛运动,根据速度位移公式求解继续上升的高度,最后得到总高度;
(3)燃料用完后火箭做竖直上抛运动,根据速度时间公式求出继续上升的时间,残骸落回地面过程的过程是自由落体运动,根据位移时间公式求出下落时间,总时间等于上升的总时间加上下落的时间.
(1)燃料用完前火箭做匀加速直线运动,设燃料恰好用完时火箭的速度为v,
根据
.
v=
h
t=
v
2
得:v=2[h/t]=2×10m/s=20m/s
(2)火箭燃料耗尽后能够继续上升的高度
h1=
v2
2g=
202
20m=20m
故火箭离地的最大高度:H=h+h1=40+20=60m.
(3)残骸落回地面过程的过程是自由落体运动,
设下落的时间为t1,则
H=
1
2gt12
解得t1=
2H
g=
120
10s=2
3s
设火箭燃料耗尽后能够继续上升的时间为t2,则
t2=[△v/-g=
0-20
-10s=2s
所以总时间t=4+2+2
3]s=6+2
3s
答:(1)燃料恰好用完时火箭的速度为v=20m∕s;
(2)火箭上升离地面的最大高度为h=60m;
(3)火箭从发射到残骸落回地面过程的总时间为6+2
3s.
点评:
本题考点: 匀变速直线运动的位移与时间的关系;匀变速直线运动的速度与时间的关系.
考点点评: 本题考查了匀加速直线运动的基本公式及竖直上抛、自由落体运动的基本公式的直接应用,要注意火箭燃料耗尽后还会继续上升,最后做自由落体运动.