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(2006?黄浦区模拟)随着航空技术的发展,飞机的性能越来越好,起飞的跑道要求也是越来越短,有的还可以垂直起降.为了研究在失重情况下的实验,飞行员将飞机开到高空后,让其自由下落,模拟一种无“重力”(完全失重状态)的环境,以供研究人员进行科学实验.每次升降过程可以获得持续30秒之久的“零重力”状态,以便研究人员进行不受重力影响的实验,而研究人员站在飞机的水平底板上所能承受的最大支持力为重力的2.5倍的超重状态.为安全起见,实验时飞机不得低于800米.求飞机的飞行高度至少为多少米?
分析:飞机竖直方向先自由落体运动30s,然后匀减速下降,速度减为零时离地高度不低于800m;根据运动学公式列式求解即可.
解答:解:前30秒自由落体解得下降高度h1=
1
2
g
t
2
1
=4500m;
此时v=gt1=300m/s;
接着要匀减速运动,而研究人员站在飞机的水平底板上所能承受的最大支持力为重力的2.5倍的超重状态;
根据牛顿第二定律,有:N-mg=ma
所以最大a=1.5g=15m/s2
又下降高度:h2=
v2
2a
=
3002
2×15
=3000m
为安全起见,实验时飞机不得低于800米,得总高度为H=3000+4500+800=8300m
答:飞机的飞行高度至少为8300米.
点评:本题关键明确飞机竖直方向的运动规律,然后选择恰当的运动学公式列式求解,不难.
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(1)若要使管内水银面恰在粗细两管交接处,此时管内外水银面的高度差;
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当最大偏转角θ=37°时,棒受力平衡,有:tanθ=
F
mg
=
BIl
mg

I=
mgtan370
Bl
=
0.05×10×
3
4
0.5×0.1
=7.5A

同学乙的解法如下:铜棒向外偏转过程中,导线拉力不做
功,如图丙所示.
F做功为:WF=FS1=BIlsin370×lsin370
重力做功为:WG=-mgS2=-mgl(1-cos37°)
由动能定理得:BI(lsin37°)2-mgl(1-cos37°)=0I=
mgl(1-cos370)
Blsin2370
=
0.05×10×(1-0.8)
0.5×0.1×(0.6)2
=
50
9
=5.56A

请你对同学甲和乙的解答以说理的方式作出评价;若你两者都不支持,则给出你认为正确的解答.

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