Question

为了庆祝“神九”成功发射，温州中学开展了“自制水火箭”活动。水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭。将废弃的饮料瓶灌入三分之一的水，利用打气筒充入空气到达一定的压力，“压力空气”把水从火箭尾部的喷嘴向下高速喷出，在反作用下，水火箭快速上升，加速度、惯性滑翔在空中飞行，像导弹一样有一个飞行轨迹，最后达到一定高度,在空中打开降落伞徐徐降落的火箭模型。为达到更好效果，学生先研究了水火箭竖直向上的运动过程，得到了加速度-时间图象（如图所示）。已知，饮料瓶的质量为M，最初瓶中水的质量为m₀。随着水的喷出，瓶中水的质量变化规律为m=m₀-kt（k为常数）。从开始运动到水完全喷出时，瓶子和瓶中的水始终受到竖直向上的推动力；之后，向上的推动力消失。则：（空气阻力不计，重力加速度为g）
（1）从开始运动到火箭达到最大速度经历了多少时间？
（2）火箭出发时和速度最大时受到的推动力分别为多少？

Answer 1

(1)
(2)   
(3)

本题考查的是力与运动的关系，弄清楚火箭的运动情况，先做竖直加速运动然后做竖直上抛运动，由于物体加速阶段不是匀加速直线运动，所以时间不能从运动的角度入手，当瓶中的水完全喷出后，加速度为零，速度最大，根据m=m₀-kt去求。