我国“神舟”五号飞船于2003年l0月15日在酒泉航天发射场由长征二号F运载火箭成功发射升空，若长征二号F运载火箭和飞船起飞时总质量为1.0×105kg，起飞推动力为3.0×106N，运载火箭发射塔高160m，试问：（g=10m/s2）（1）运载火箭起飞时的加速度为多大？（2）假如运载火箭起飞时推动力不变，忽略一切阻力和运载火箭质量的变化，试确定运载火箭需经多长时间才能飞离发射塔？（3）这段时间内飞船中的宇航员承受了多大的压力？（设宇航员的质量为65kg）

答

（1）以长征二号F运载火箭和飞船整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：火箭起飞时的加速度为：
a=

F−Mg

M

=

3×106−1×105×10

1×105

=20m/s²．
（2）由运动学公式s=

1

2

at2可知，火箭飞离发射塔的时间：t=

2s a

=

2×160 20

=4s．
（3）这段时间内飞船中的宇航员承受的压力，根据牛顿第二定律：N-mg=ma，
∴N=m（g+a）=65×（10+20）=1.95×10³N．
答：（1）运载火箭起飞时的加速度为20m/s²．
（2）假如运载火箭起飞时推动力不变，忽略一切阻力和运载火箭质量的变化，运载火箭需经4s时间才能飞离发射塔．
（3）这段时间内飞船中的宇航员承受了1.95×10³N的压力．
答案解析：（1）火箭起飞过程受到推力和重力，根据牛顿第二定律求解加速度；
（2）当火箭的位移达到塔高160m将飞离发射塔，由匀变速直线运动的位移公式求解时间；
（3）对宇宙员运用牛顿第二定律求解他所承受的压力．
考试点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．
知识点：本题是牛顿第二定律和运动学公式的综合应用，这是解决力学问题的基本方法和思路，要加强这方面的训练，做到熟练掌握．