Question

5．1966年曾在地球上空完成了牛頓第二定律為基礎(chǔ)的測(cè)定質(zhì)量．實(shí)驗(yàn)時(shí)，用雙子星號(hào)宇宙飛船m₁接觸正在軌道上運(yùn)行的火箭組m₂（后者的發(fā)動(dòng)機(jī)已熄火），接觸后，開動(dòng)雙子星號(hào)飛船的推進(jìn)器，使飛船和火箭組共同加速．推進(jìn)器的平均推力等于910N，推進(jìn)器開動(dòng)時(shí)間為7s，測(cè)出飛船和火箭組的速度變化是0.91m/s，已知雙子星號(hào)宇宙飛船的質(zhì)量為3500kg，求火箭組的質(zhì)量是多少？飛船推火箭組的平均作用力是多大？

Answer 1

分析 先對(duì)宇宙飛船m₁和火箭組m₂組成的整體，結(jié)合加速度的定義求加速度，再列出牛頓第二定律方程，再可求出m₂．隔離物體m₂受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列出方程即可求解飛船推火箭組的平均作用力．

解答 解：對(duì)宇宙飛船m₁和火箭組m₂組成的整體，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，加速度為：
a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{0.91}{7}$=0.13m/s²
由牛頓第二定律，有：
F=（m₁+m₂）a
由以上兩式得：
m₂=$\frac{F}{a}$-m₁=$\frac{910}{0.13}$-3500=3500kg
對(duì)m₂研究，設(shè)m₂對(duì)m₁的作用力為T，由牛頓第二定律，有：
T=m₂a=3500×0.13=455N
答：火箭組的質(zhì)量m₂為3500kg；飛船推火箭組的平均作用力為455N．

點(diǎn)評(píng) 遇到連接體問題一般應(yīng)采取“先整體后隔離”的順序，并根據(jù)牛頓第二定律列式求解，關(guān)鍵要靈活選取研究對(duì)象．