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    2．2012年11月25日，歼15舰载机成功阻拦着陆“辽宁号”航母后，又沿航母舰首14°上翘跑道滑跃式起飞，突破了阻拦着舰、滑跃起飞关键技术．甲板上的阻拦索具有关键作用，阻拦索装置完全由我国自主研制制造，在战机着舰时与尾钩完全咬合后，在短短数秒内使战机速度从数百公里的时速减少为零，并使战机滑行距离不超过百米．（取g=10m/s2）

    （1）设歼 15飞机总质量m=2.0×104kg，到达着陆甲板水平部分后在阻拦索的作用下，速度由v0=50m/s减为零，要求滑行距离在50m到100m之间，水平方向其他作用力不计，此过程可视为匀减速运动．求阻拦索对飞机的水平作用力的范围．
    （2）若航母飞行甲板水平，前端上翘，水平部分与上翘部分平滑连接，连接处D点可看作圆弧上的一点，圆弧半径为R=100m（如图2所示）．已知飞机起落架能承受的最大作用力为飞机自重的11倍，求飞机安全起飞经过D点的最大速度？

    分析 （1）根据速度位移公式求出飞机加速度的大小范围，结合牛顿第二定律求出阻拦索对飞机水平作用力的范围．
    （2）根据牛顿第二定律求出D点的最大速度．

    解答 解：（1）根据速度位移公式得，${{v}_{0}}^{2}=2ax$，
    则加速度大小a=$\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2x}$，
    因为滑行的距离为50m≤x≤100m，所以加速度大小范围为：12.5m/s2≤a≤25m/s2，
    根据牛顿第二定律F=ma知，水平作用力的范围为：2.5×105N≤F≤5×105N．
    （2）在最低点D，根据牛顿第二定律得，$N-mg=m\frac{{{v}_{D}}^{2}}{R}$，
    N=11mg，
    解得D点的最大速度${v}_{D}=\sqrt{10gR}$=$\sqrt{10×10×100}$m/s=100m/s．
    答：（1）阻拦索对飞机的水平作用力的范围为2.5×105N≤F≤5×105N．
    （2）飞机安全起飞经过D点的最大速度为100m/s．

    点评 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，知道圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解．

    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    12．如图所示竖直绝缘墙上固定一带电小球A．将质量为m的带电小球B用轻质绝缘线悬挂在A的正上方C处，A、B均可视为点电荷，图中AC=BC=h，B球悬线偏离竖直方向θ角而静止，此时它们之间的库仑力为F．现由于外部原因小球A的电量减小，使小球B再次静止时它们之间的库仑力变为原来的一半．求：小球A初、末带电量之比．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．妙趣横生的动物世界蕴藏着丰富的物理知识，下列说法错误的是（　　）
    A．鱼要下沉时就吐出鱼鳔内的空气，减小自身排开水的体积而使浮力变小
    B．鸭子的脚掌又扁又平，可以增大压强，从而在松软的烂泥地上行走自如
    C．壁虎的脚掌上有许多“吸盘”，利用大气压在天花板上爬行而不掉下来
    D．蝙蝠的视力几乎为零，靠主动发射并接收反射自障碍物的超声波准确定位

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    10．如图所示，一矩形线圈abcd放置在一有理想边界的匀强磁场中，匀强磁场中存在于OO′的左侧，已知线圈匝数为n、ab边长为I1、ad边长为I2、线圈电阻为r，OO′轴离ab边距离为$\frac{2}{3}$L2，磁场的磁感应强度为B．线圈的两端接一个灯泡，灯泡的电阻为R．线圈以理想边界OO′为轴，以角速度ω按如图所示的位置及转动方向匀速转动．求：
    （1）在0～$\frac{T}{4}$的时间内，通过灯泡的电荷量；
    （2）灯泡消耗的电功率；
    （3）若B=1.0×10-2T、n=100、L1=0.5m、L2=0.3m、ω=200rda/s，画出感应电动势随时间变化的图象，以abcda方向为正方向，至少画出一个完整的周期．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    17．实际电流表有内阻，测量电流表G1的内阻r1采用如图甲所示的电路．器材如下：①待测电流表G1：量程为0～5mA，内阻约为300Ω  ②电流表G2：量程为0～10mA，内阻约为40Ω  ③定值电阻R0：阻值为200Ω     ④滑动变阻器R：阻值范围为0～20Ω
    ⑤干电池E：电动势约为1.5V，内阻很小     ⑥电键S及导线若干
    （1）实验步骤如下：
    ①按电路图连接电路（为电路安全，先将滑动变阻器滑片P调到左端）
    ②闭合电键S，移动滑片P至某一位置，记录G1和G2的读数，分别记为I1和I2；
    ③多次移动滑动触头，记录各次G1和G2的读数I1和I2；
    ④以I1为纵坐标，I2为横坐标，作出相应图线，如图乙所示．
    ⑤根据I1-I2图线的斜率k及定值电阻R0，得到待测电流表G1的内阻表达式为r1=（$\frac{1}{k}$-1）R0．（用k、R0表示）

    （2）若测定G1表的内阻r1为290Ω，用它改装成如图丙的一个多量程多用电表，电流、电压和电阻的测量都各有两个量程（或分度值）不同的档位．1、2两个档位为电流表档位，其中的大量程是小量程的10倍．
    ①关于此多用表，下列说法正确的是：AD
    A．当转换开关S旋到位置4时，是电阻档   
    B．当转换开关S旋到位置6时，是电流档
    C．转换开关S旋到5的量程比旋到6的量程大  
    D．A表笔为红表笔，B表笔为黑表笔
    ②图中的电源 E′的电动势为9.0V，当把转换开关S旋到位置4，在AB之间接900Ω电阻时，表头G1刚好半偏．已知操作顺序和步骤都正确，则R5=29Ω，R6=261Ω．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    7．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知（　　）
    A．该交流电的电压的有效值为100 V
    B．该交流电的频率为50Hz
    C．该交流电压瞬时值的表达式为u=100sin（25t） V
    D．若将该交流电压加在阻值为100Ω的电阻两端，该电阻消耗的功率为50 W

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    14．下列关于热学问题的说法正确的是（　　）
    A．气体压强是由气体分子间的斥力产生的
    B．温度升高，分子热运动的平均动能一定增大
    C．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点
    D．分子间斥力随分子间距的减小而增大
    E．任何热机都不可能使燃料释放的热量完全转化为机械能

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    11．许多科学家在物理学发展中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史的是（　　）
    A．卡文迪许通过扭秤实验，总结并提出了真空中两个静止点电荷间的相互作用规律
    B．库伦发现了点电荷的相互作用规律，安倍通过油滴实验测定了元电荷的数值
    C．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量
    D．法拉第经过多年的实验探索终于发现了电磁感应现象

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．如图所示，L 为电阻很小的线圈，G1 和G2为内阻相同且很小、零点在表盘中央的电流计．当开关 K 处于闭合状态时，两表的指针皆偏向右方，那么，当K 断开时，将出现（　　）
    A．G1 和G2 的指针都立即回到零点
    B．G1 的指针立即回到零点，而G2 的指针缓慢地回到零点
    C．G1 的指针缓慢地回到零点，而G2 的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点
    D．G1 的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点，G2的指针缓慢地回到零点

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