分析 (1)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,最大高度等于失去升力前的位移与失去升力后的位移之和;
(2)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.
解答 解:(1)飞行器失去升力前做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律有
$F-mg-f=m{a}_{1}^{\;}$
代入数据:$28-2×10-4=2{a}_{1}^{\;}$
解得:${a}_{1}^{\;}=2m/{s}_{\;}^{2}$
${t}_{1}^{\;}=6s$时,速度${v}_{1}^{\;}={a}_{1}^{\;}{t}_{1}^{\;}=2×6m/s=12m/s$
前6s内的位移${x}_{1}^{\;}=\frac{1}{2}{a}_{1}^{\;}{t}_{1}^{2}=\frac{1}{2}×2×{6}_{\;}^{2}=36m$
6s后失去动力,根据牛顿第二定律有
$mg+f=m{a}_{2}^{\;}$
代入数据:$2×10+4=2{a}_{2}^{\;}$
解得:${a}_{2}^{\;}=12m/{s}_{\;}^{2}$
匀减速上升的位移${x}_{2}^{\;}=\frac{{v}_{1}^{2}}{2{a}_{2}^{\;}}=\frac{1{2}_{\;}^{2}}{2×12}=6m$
飞行器能达到的最大高度$h={x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}=36+6=42m$
(2)设失去动力下降阶段的加速度为${a}_{3}^{\;}$,根据牛顿第二定律
$mg-f=m{a}_{3}^{\;}$
代入数据:$20-4=2{a}_{3}^{\;}$
解得:${a}_{3}^{\;}=8m/{s}_{\;}^{2}$
恢复升力后向下做匀减速直线运动,根据牛顿第二定律,有
$F+f-mg=m{a}_{3}^{\;}$
代入数据:$28+4-20=2{a}_{4}^{\;}$
解得:${a}_{4}^{\;}=6m/{s}_{\;}^{2}$
开始恢复升力时速度为$v={a}_{3}^{\;}t=8t$
$\frac{{v}_{\;}^{2}}{2{a}_{3}^{\;}}+\frac{{v}_{\;}^{2}}{2{a}_{4}^{\;}}=h$
代入数据:$\frac{(8t)_{\;}^{2}}{2×8}+\frac{(8t)_{\;}^{2}}{2×6}=42$
解得:$t=\frac{3\sqrt{2}}{2}s$
答:(1)飞行器能达到的最大高度h为42m;
(2)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t为$\frac{3\sqrt{2}s}{2}$
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.
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 1:1:3 2:2:1 1:2:6 | B. | 3:1:1 2:2:1 6:2:1 | ||
C. | 1:3:1 2:2:1 2:6:1 | D. | 3:1:1 2:1:2 6:2:1 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 极限频率和逸出功只与材料的性质有关,与入射光的频率无关 | |
B. | 与极限频率对应的波长叫做极限波长,只有入射光的波长小于或者等于极限波长时,才能发生光电效应 | |
C. | 由$\frac{{m}_{0}{{v}_{c}}^{2}}{2}$=eUc可见:光电子的最大初动能由遏止电压决定 | |
D. | 光电效应现象只能说明光子具有能量,不能说明光子具有动量 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | ${\;}_{92}^{235}$U原子核中有92个质子,143个中子 | |
B. | ${\;}_{92}^{235}$U是天然放射性元素,常温下它的半衰期约为45亿年,升高温度半衰期缩短 | |
C. | 反应后的核废料已不具有放射性,不需要进一步处理 | |
D. | 一个${\;}_{92}^{235}$U核裂变的质量亏损为△m=0.2155u,则释放的核能约201MeV |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 2m/s | B. | 4m/s | ||
C. | 6m/s | D. | 8m/s | ||
E. | 因抛出点高度未知,故无法确定 |
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