练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    3．航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m=1Kg，动力系统提供的恒定升力F=14N，试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升，设飞行器飞行时所受的阻力大小不变，（g=10m/s2）．
    （1）第一次试飞，飞行器飞行t1=10s时到达高度H=100m，求飞行器所受阻力Ff的大小
    （2）第二次试飞，飞行器飞行t2=12s时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力，求飞行器能达到的最大高度Hm
    （3）第二次试飞到达最大高度后为了使飞行器不致坠落到地面，求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3．

    分析 （1）第一次试飞时，飞行器从地面由静止开始竖直上升做匀加速直线运动，根据位移时间公式可求出加速度，再根据牛顿第二定律就可以求出阻力f的大小；
    （2）失去升力飞行器受重力和阻力作用做匀减速直线运动，当速度减为0时，高度最高，等于失去升力前的位移加上失去升力后的位移之和；
    （3）求飞行器从开始下落时做匀加速直线运动，恢复升力后做匀减速直线运动，为了使飞行器不致坠落到地面，到达地面时速度恰好为0，根据牛顿第二定律以及运动学基本公式即可求得飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3．

    解答 解：（1）第一次飞行中，设加速度为a1，匀加速运动为：
    $H=\frac{1}{2}{a}_{1}^{\;}{t}_{1}^{2}$
    由牛顿第二定律有：F-mg-${F}_{f}^{\;}$=ma1
    解得：${a}_{1}^{\;}=2m/{s}_{\;}^{2}$       ${F}_{f}^{\;}$=2N
    （2）第二次飞行中，设失去升力时的速度为v1，上升的高度为s1，匀加速运动的位移为：
    ${s}_{1}^{\;}=\frac{1}{2}{a}_{1}^{\;}{t}_{2}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×1{2}_{\;}^{2}=144m$
    设失去升力后的加速度为a2，上升的高度为s2，由牛顿第二定律有：
    mg+${F}_{f}^{\;}$=m${a}_{2}^{\;}$，
    代入数据得：${a}_{2}^{\;}=12m/s$
    v1=${a}_{1}^{\;}{t}_{2}^{\;}=2×12=24m/s$
    ${s}_{2}^{\;}=\frac{{v}_{1}^{2}}{2{a}_{2}^{\;}}=\frac{2{4}_{\;}^{2}}{2×12}m=24m$
    解得：h=s1+s2=168m
    （3）设失去升力下降阶段加速度为a3；恢复升力后加速度为a4，恢复升力时速度为v3
    由牛顿第二定律有：mg-${F}_{f}^{\;}$=m${a}_{3}^{\;}$，
    代入数据得：${a}_{3}^{\;}=8m/{s}_{\;}^{2}$
    F+${F}_{f}^{\;}$-mg=m${a}_{4}^{\;}$，
    代入数据得：${a}_{4}^{\;}=4m/{s}_{\;}^{2}$
    且$\frac{{v}_{3}^{2}}{2{a}_{3}^{\;}}+\frac{{v}_{3}^{2}}{2{a}_{4}^{\;}}=h$
    V3=a3t3
    解得：t3=$\sqrt{14}$s
    答：（1）飞行器所阻力${F}_{f}^{\;}$的大小为2N；
    （2）第二次试飞，飞行器飞行t2=6s 时遥控器出现故障，飞行器立即失去升力，飞行器能达到的最大高度${H}_{m}^{\;}$为168m；
    （3）为了使飞行器不致坠落到地面，飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间为$\sqrt{14}$s．

    点评 本题的关键是对飞行器的受力分析以及运动情况的分析，结合牛顿第二定律和运动学基本公式求解，本题难度适中．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．两根长直通电导线互相平行，电流方向相同，它们的截面处于等边△ABC的A和B处，如图所示．两通电导线各自在C处产生磁场的磁感应强度大小都是B0，则下列说法正确的是（　　）
    A．等边△ABC区域中（包括边界）没有磁感应强度为0的点
    B．在C处磁场的总磁感应强度方向垂直于AB连线向下
    C．在C处磁场的总磁感应强度大小是B0
    D．在C处磁场方向与AB连线的中垂线方向垂直

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    14．如图，金属圆环A用轻绳悬挂，与长直螺线管共轴，并位于其左侧．则电键S接通的短暂时间内，金属环A将（　　）
    A．向左运动，并有收缩趋势B．向右运动，并有收缩趋势
    C．向左运动，并有扩张趋势D．向右运动，并有扩张趋势

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．如图所示，楔形木块ABC固定在水平面上，斜面AB、BC与水平面的夹角分别为53°、37°．质量分别为2m、m的两滑块P、Q，通过不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮连接，轻绳与斜面平行．已知滑块P与AB间的动摩擦因数为$\frac{1}{3}$，其它摩擦不计，重力加速度为g，sin53°=0.8，sin37°=0.6．在两滑块运动的过程中（　　）
    A．Q动能的增加量等于轻绳对Q做的功
    B．Q机械能的增加量等于P机械能的减少量
    C．P机械能的减少量等于系统摩擦产生的热量
    D．两滑块运动的加速度大小为$\frac{1}{5}$g

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    18．如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则此时（　　）
    A．人拉绳行走的速度为$\frac{v}{cosθ}$B．人拉绳行走的速度为vcos θ
    C．船的加速度为$\frac{Fcosθ-{F}_{f}}{m}$D．船的加速度为$\frac{F-{F}_{f}}{m}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    8．如图甲所示，弯折成90°角的两根足够长光滑金属导轨平行放置，形成左右两导轨平面，左导轨平面与水平面成α=53°角，右导轨平面与水平面成β=37°角，两导轨相距L=0.8m，电阻不计．质量均为m=0.08kg，电阻均为R=0.5Ω的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，整个装置处于方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化规律如图乙所示．金属杆ab初始位置距斜面顶端0.5m．两杆始终保持与导轨垂直且接触良好，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．

    （1）如果ab、cd两金属杆皆固定，计算t=0.1s时金属杆cd中的电流大小；
    （2）如果在t=0.2s时将金属杆ab释放，计算金属杆cd在此后受到的安培力的最大值．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．甲、乙两个物体沿同一直线向同一方向运动时，取物体的初速度方向为正方向，甲的加速度恒为2m/s2，乙的加速度恒为-3m/s2，则下列说法正确的是（　　）
    A．两物体都做匀加速直线运动，乙的速度变化得比甲快
    B．甲物体做匀加速直线运动，且它的速度变化得比乙快
    C．乙做匀减速直线运动，且它的速度变化得比甲快
    D．甲的加速度比乙的加速度大

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    12．在足够高的空中某点竖直上抛一物体，抛出后第5s内物体的位移大小是4m，设物体抛出时的速度方向为正方向，忽略空气阻力的影响，g取10m/s2．则关于物体的运动下列说法正确的是（　　）
    A．第5s内的平均速度一定是4m/sB．物体的上升时间可能是4.9s
    C．4s末的瞬时速度可能是1m/sD．10s内位移可能为-90m

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    13．如图所示，长为L=8m，质量M=6kg的长木板放置于光滑的水平面上，其左端有一大小可忽略，质量为m=2kg的物块，物块与木板间的动摩擦因数为0.3，开始时物块与木板都处于静止状态，现对物块施加F=10N，方向水平向右的恒定拉力，求：（g=10m/s2）
    （1）小物块的加速度；
    （2）物块从木板左端运动到右端经历的时间．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案