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从地面上发射质量为m的导弹,导弹的喷气发动机可产生恒定的推力,推力大小F=mg,使导弹沿与水平方向成α=30°角的方向匀加速直线飞行,经过时间t后,遥控导弹的发动机保持推力的大小不

题目详情
从地面上发射质量为m的导弹,导弹的喷气发动机可产生恒定的推力,推力大小F=mg,使导弹沿与水平方向成α=30°角的方向匀加速直线飞行,经过时间t后,遥控导弹的发动机保持推力的大小不变,将推力的方向逆时针转动120°,又经过时间,关闭发动机.问再经过多长时间导弹落回地面,落地点离发射点多远(不计空气的阻力和导弹本身质量的变化).
▼优质解答
答案和解析
开始时导弹做匀加速直线运动,受力分析如下图甲所示:
mgsinβ-mgcos 30°=0   所以β=30°
x方向:mgcosβ-mgsin 30°=ma1   所以a1=g
经过时间t,导弹的速度v=a1t=gt,斜向上运动的距离s1=
此时将推力逆时针旋转120°,推力F将水平向左,导弹的受力分析如图乙所示,
显然F=-2mg=ma2,所以a2=-2g,再经过时间,导弹速度正好减为零,
同时斜向上运动的距离s2=
此时关闭发动机,导弹将从静止自由下落,故导弹落地点距发射点的距离为
L=(s1+s2) cos
再由(s1+s2) sinα=
得t=
答:再经过时间导弹落回地面,落地点离发射点
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