练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    19．喷气式飞机在高空飞行时发动机向后喷出高速气体，使飞机受到一向前的推力．飞机在某一高度飞行时，竖直方向合力为零，飞机在竖直方向除受重力外还受向上的升力，飞机所受向上的升力是由机翼上下表面的压力差产生的，飞机的机翼后部装有襟翼，调整襟翼的角度，可改变升力的大小．飞机飞行时还受空气阻力，实验证实飞机所受空气阻力与速度平方成正比，即f=Kv2，K为空气阻力系数，空气阻力系数与飞机的形状、大小、襟翼的角度等因素有关，当飞机载重增大时，所需升力也增大，调整襟翼的角度可增大升力，这时空气阻力系数也将增大．
    有一总质量为M的喷气式客机在上海机场升空到某一高度后水平飞向北京，升空到这一高度时客机的速度为V1，加速度为a1．经一段时间速度变为V2，此时的加速度为a2，再经一段时间速度变为V3，此时客机所受合力为零．客机加速过程中推力不变，由于客机加速过程时间较短，客机耗油量忽略不计，空气阻力系数恒为K，求：
    （1）机翼上下表面的有效面积均为S，加速过程中机翼上下表面的压强差△P为多少？
    （2）a1与a2的比值为多少？
    （3）客机速度达V3后以这一速度匀速飞往北京，匀速飞行时客机发动机的平均功率为P，经时间t客机飞至北京上空时（高度未变），机翼上下表面的压强差减小为△P′．客机飞至北京上空时空气阻力系数变大、变小、还是不变？简要说明理由．客机从上海匀速飞至北京上空的过程中客机的耗油量为多少？克服阻力所做的功为多少？

    分析 （1）根据竖直方向上合力为零，求出加速过程中机翼上下表面的压强差△P．
    （2）通过速度变为v3，此时客机所受合力为零，求出推力F的大小，根据牛顿第二定律分别求出a1、a2的大小，从而得出加速度的比值．
    （3）通过重力和升力相等，结合平衡判断升力的变化，从而得出阻力系数的变化，结合平衡求出飞机飞到北京上空时的质量，从而得出消耗的油量．由功能关系即可求出克服阻力做的功．

    解答 解：（1）加速过程中竖直方向合力为零，重力不变，有：
    $Mg=△PS，△P=\frac{Mg}{S}$
    （2）设加速过程中推力大小为F，根据牛顿第二定律得：
    $F-Kv_1^2=M{a_1}$
    $F-Kv_2^2=M{a_2}$
    $F=Kv_3^2$
    则加速度的比值为：$\frac{a_1}{a_2}=\frac{v_3^2-v_1^2}{v_3^2-v_2^2}$
    （3）飞机飞到北京上空时，飞机重力减小，升力减小，空气阻力系数减小
    由M′g=△P′S，解得：${M}^{′}=\frac{△{P}^{′}S}{g}$，
    则消耗的油量为：$△M=M-\frac{△{P}^{′}S}{g}$
    又：$\overline Pt$-Wf=$\frac{1}{2}$M′V32-$\frac{1}{2}$MV32
    其中：V32=$\overline Pt$+$\frac{1}{2}$（M-$\frac{{△{P^'}S}}{g}$） V32
    所以：Wf=$\overline Pt$+$\frac{1}{2}$（M-M′）
    答：（1）加速过程中机翼上下表面的压强差△P为$\frac{Mg}{S}$．
    （2）a1与a2的比值为$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}=\frac{{v}_{3}^{2}-{v}_{1}^{2}}{{v}_{3}^{2}-{v}_{2}^{2}}$．
    （3）飞机飞到北京上空时，飞机重力减小，升力减小，空气阻力系数减小，客机从上海匀速飞至北京上空的过程中客机的耗油量为$M-\frac{△{P}^{′}S}{g}$；克服阻力所做的功为$\overline Pt$+$\frac{1}{2}$（M-M′）．

    点评 本题主要考查了共点力平衡和牛顿第二定律的基本运用，难度不大，关键能从题干中获取有用的信息，选择合适的规律进行求解．

    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：解答题

    18．常用白炽灯的灯丝是用金属钨做成，某功率为P=100W的白炽灯，在额定电压U=220V状态下工作时的温度为2700℃，在此温度下钨丝的电阻率ρ=9.0×10-7Ω•m，钨丝的单位表面积辐射功率W=153W/cm2．钨丝温度恒定时，其发热功率与散热功率相等，假设钨丝的横截面积是圆的，求该白炽灯钨丝的直径和长度．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    19．一物体做初速为零的匀加速直线运动，则：
    （1）第3个ts内通过15m，在第7个ts内通过多远？
    （2）通过第3个5m需要15s，通过第7个5m需要多久？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    7．如图所示的电路中，A、B间电压恒为3.2V，3个电阻的阻值均为4Ω，电容器的电容为30 μF，电流表为理想电流表．那么电路稳定时电容器所带的电量、电流表的读数分别是（　　）
    A．9.6×10-5 C，0.8 AB．0，0.8 A
    C．9.6×10-5 C，1 AD．1.2×10-4C，0.8 A

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    14．某实验小组用如图1所示的实验装置和实验器材做“探究功与速度变化的关系”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力．

    （1）为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是AD（双选）
    A．实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作
    B．实验操作时要先放小车，后接通电源
    C．在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好
    D．在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量
    （2）如图2所示，为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A、B两点来探究功与速度变化的关系．已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g．图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m．请你以小车为研究对象，把要探究的结果用题中给出的字母表达出来$mgx=\frac{M（{x}_{2}^{2}-{x}_{1}^{2}）}{32{T}^{2}}$．
    （3）他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些．这一情况可能是下列哪些原因造成的CD（双选）
    A．在接通电的同时释放了小车
    B．小车释放时离打点计时器太近
    C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉
    D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    4．有一只电熨斗，内部电路如图所示，其中M为旋钮的内部接线端子，旋钮有“高”“中”“低”“关”四个档位，下列四种内部接线方式与对应档位描述正确的是（　　）
    A．a方式为“关”档B．b方式为“低”档C．c方式为“高”档D．d方式为“中”档

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    11．如图虚线为一组间距相等的同心圆，圆心处固定一带正电的点电荷．一带电粒子以一定初速度射入电场，实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c三点是实线与虚线的交点．则该粒子（　　）
    A．带正电
    B．在c点受力最大
    C．在b点的电势能小于在c点的电势能
    D．由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    8．如图甲所示是利用气垫导轨“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置．

    （1）在气垫导轨中充气消除滑块与导轨之间摩擦力的影响后，可用钩码总重力代替滑块所受的拉力，此时钩码质量m与滑块总质量M之间应满足的关系为M＞＞m；
    （2）如图乙所示是实验中由打点计时器得到的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点间的时间为T，测得计数点间AB、BC、CD、DE、DF、FG的距离分别为x1、x2、x3、x4、x5、x6，则打下D点时滑块的瞬时速度为$\frac{{x}_{3}+{x}_{4}}{2T}$，滑块运动的加速度的为$\frac{{x}_{6}+{x}_{5}+{x}_{4}-{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{9{T}^{2}}$．
    （3）用这个实验装置和实验数据可以验证《机械能守恒定律》，实验中钩码质量为m，滑块质量为M，重力加速度为g．滑块从打下D点运动至打下F点的过程中钩码减小的重力势能△EP=mg（x4+x5），滑块和钩码增加的动能EK=$\frac{（m+M）[{（{x}_{5}+{x}_{6}）}^{2}-{（{x}_{3}+{x}_{4}）}^{2}]}{8{T}^{2}}$．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    9．某同学利用如图甲所示的装置测量某一弹簧的劲度系数，将该弹簧竖直悬挂起来，在自由端挂上砝码盘．通过改变盘中砝码的质量，测得6组砝码的质量m和对应的弹簧长度l，画出m一l图线，如图乙所示．采用恰当的数据处理，得到该弹簧的劲度系数为3.44N/m．若考虑砝码盘的质量，结果将比3.44N/m（　　）
    A．偏大B．偏小C．相同D．无法判断

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案