一火箭相对于地球以0.8c运动,火箭向前发出一种光子,光子相对于火箭的速度为c,则光子相对于地球的速度为()
A.0.2c
B.0.8c
C.c
D.1.8c
A.0.2c
B.0.8c
C.c
D.1.8c
建立一个模型说明要用三级火箭发射人造卫星的道理。
(1)设卫星绕地球做匀速圆周运动,证明其速度为R为地球半径,r为卫星与地心距离,g为地球表面重力加速度,要把卫星送上离地面600km的轨道,火箭末速v应为多少?
(2)设火箭飞行中速度为v(t),质量为m(t),初速为0,初始质量m0,火箭喷出的气体相对于火箭的速度为u,忽略重力和阻力对火箭的影响。用动量守恒原理证明由此你认为要提高火箭的末速应采取什么措施。
(3)火箭质量包括3部分:有效载荷(卫星)mp,燃料mf;结构(外壳、燃料仓等)ms,其中ms在mf+ms中的比例记作λ,一般λ不小于10%。证明若mp=0(即火箭不带卫星),则燃料用完时火箭达到的最大速度为vm=-ulnλ。已知目前的u=3km/s,取λ=10%,求vm,这个结果说明什么?
(4)假设火箭燃料燃烧的同时,不断丢弃无用的结构部分,即结构质量与燃料质量以λ和1-λ的比例同时减少,用动量守恒原理证明问燃料用完时火箭末速为多少,与前面的结果有何不同?
(5)(4)是个理想化的模型,实际上只能用建造多级火箭的办法一段段地丢弃无用的结构部分。记mi为第i级火箭质量(燃料和结构),λmi为结构质量(λ对各级是一样的)。有效载荷仍用mp表示。当第1级的燃料用完时丢弃第1级的结构,同时第2级点火。再设燃烧级的初始质量与其负载质量之比保持不变,比例系数为k。证明3级火箭的末速计算要使v3=10.5km/s,发射1t重的卫星需要多重的火箭(u,λ用以前的数据)?若用2级或4级火箭,结果如何?由此得出使用3级火箭发射卫星的道理。
A.火箭使用的是喷气式发动机,与内燃式发动机的工作原理完全相同
B.火箭在工作时需要像活塞、螺旋桨等那样的传动结构
C.火箭是热机的一种,工作时燃料的化学能最终转化为火箭的机械能
D.火箭升空时不需要反作用力推动机身向前运动
火箭以第二宇宙速度沿地球表面切向飞出,如图所示。在飞离地球过程中,火箭发动机停止工作,不计空气阻力,求火箭在距地心4R的A处的速度。
A.以火箭为参照物航天员是运动的
B.以地面为参照物航天员是运动的
C.以火箭为参照物飞船是运动的
D.以飞船为参照物航天员是运动的
A.以飞船为参照物航天员是静止的
B.以地面为参照物航天员是静止的
C.以火箭为参照物航天员是运动的
D.以火箭为参照物飞船是运动的
一个三级火箭,各级质量如下表所示,不考虑重力,火箭的初速为0。
(1)若燃料相对于火箭喷出速率为C=2500m/s,每级燃料外壳在燃料用完时将脱离火箭主体。设外壳脱离主体时相对于主体的速度为0,只有当下一级火箭发动后,才将上一级的外壳甩在后边。求第三级火箭的最终速率。
(2)若把燃料放在的外壳里组成一级火箭,问火箭最终速率是多少。