某科研單位設(shè)計了一空間飛行器,飛行器從地面起飛時,發(fā)動機提供的動力方向與水平方向夾角α=60°,使飛行器恰恰與水平方向成θ=30°角的直線斜向右上方勻加速飛行,經(jīng)時間t后,將動力的方向沿逆時針旋轉(zhuǎn)60°同時適當(dāng)調(diào)節(jié)其大小,使飛行器依然可以沿原方向勻減速飛行,飛行器所受空氣阻力不計,求:

(1)t時刻飛行器的速率;
(2)整個過程中飛行器離地的最大高度.

(1)gt (2)

解析試題分析:(1)起飛時,飛行器受推力和重力作用,兩力的合力與水平方向成30°斜向上,設(shè)推力為F、合力為F合,如圖所示.在△OFF合中,由幾何關(guān)系得
由牛頓第二定律得飛行器的加速度為
,則t時刻的速率.
(2)推力方向逆時針旋轉(zhuǎn)60°,合力的方向與水平方向成30°斜向下,推力F′跟合力F′合垂直,如圖所示.

此時合力大小F′合=mgsin 30°
飛行器的加速度大小為
到最高點的時間為
飛行的總位移為
飛行器離地的最大高度為.
考點:牛頓第二定律;勻變速直線運動的位移與時間的關(guān)系;力的合成與分解的運用.
點評:本題主要考查了牛頓第二定律及運動學(xué)基本公式的應(yīng)用,要求同學(xué)們能正確對分析器進行受力分析并能結(jié)合幾何關(guān)系求解,難度適中.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(15分)如圖所示,薄板A長L=5 m,其質(zhì)量M=5 kg,放在水平桌面上,板右端與桌邊相齊.在A上距右端s=3 m處放一物體B(大小可忽略,即可看成質(zhì)點),其質(zhì)量m=2 kg.已知A、B間動摩擦因數(shù)μ1=0.1,A與桌面間和B與桌面間的動摩擦因數(shù)均為μ2=0.2,原來系統(tǒng)靜止.現(xiàn)在在板的右端施一大小一定的水平力F持續(xù)作用在A上直到將A從B下抽出才撤去,且使B最后停于桌的右邊緣.g取10 m/s2,求:

(1)B運動的時間;
(2)力F的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖,一滑塊通過長度不計的短繩拴在小車的板壁上,小車上表面光滑。小車由靜止開始向右勻加速運動,經(jīng)過2s,細(xì)繩斷裂。細(xì)繩斷裂后,小車的加速度不變,又經(jīng)過一段時間,滑塊從小車左端剛好掉下,在這段時間內(nèi),已知滑塊相對小車前3s內(nèi)滑行了4.5m,后3s內(nèi)滑行了10.5m。求:

(1)小車底板長是多少?
(2)從小車開始運動到滑塊離開車尾,滑塊相對于地面移動的距離是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

以36 km/h的速度行駛的汽車,剎車后做勻減速直線運動,若汽車在剎車后第2 s內(nèi)的位移是6.25 m,則剎車后5 s內(nèi)的位移是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,質(zhì)量為10kg的環(huán)在F=200N的拉力作用下,沿固定在地面上的粗糙長直桿由靜止開始運動,桿與水平地面的夾角θ=37°,拉力F與桿的夾角為θ。力F作用0.5s后撤去,環(huán)在桿上繼續(xù)上滑了0.4s后速度減為零。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:

(1)環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)環(huán)沿桿向上運動的總距離s。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

一客運列車勻速行駛,其車輪在軌道間的接縫處會產(chǎn)生周期性的撞擊。坐在該客車中的某旅客測得從第1次到第16次撞擊聲之間的時間間隔為10.0 s。在相鄰的平行車道上有一列貨車,當(dāng)該旅客經(jīng)過貨車車尾時,火車恰好從靜止開始以恒定加速度沿客車行進方向運動。該旅客在此后的20.0 s內(nèi),看到恰好有30節(jié)貨車車廂被他連續(xù)超過。已知每根軌道的長度為25.0 m,每節(jié)貨車車廂的長度為16.0 m,貨車車廂間距忽略不計。求
(1)客車運行的速度大;
(2)貨車運行加速度的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

某實驗小組采用如圖所示的裝置研究“小車運動變化規(guī)律”。打點計時器工作頻率為50Hz。
實驗的部分步驟如下:

a.將木板的左端墊起,以平衡小車的摩擦力;
b.在小車中放入砝碼,紙帶穿過打點計時器,連在小車后端,用細(xì)線連接小車和鉤碼;
c.將小車停在打點計時器附近,接通電源,釋放小車,小車拖動紙帶,打點計時器在紙帶上打下一系列的點,斷開電源;
d.改變鉤碼或小車中砝碼的質(zhì)量,更換紙帶,重復(fù)b、c的操作。
(1)設(shè)鉤碼質(zhì)量為m1、砝碼和小車總質(zhì)量為m2,重力加速度為g,則小車的加速度為:a=(用題中所給字母表示);
(2)下圖是某次實驗中得到的一條紙帶,在紙帶上取計數(shù)點O、A、B、C、D和E,用最小刻度是毫米的刻度尺進行測量,讀出各計數(shù)點對應(yīng)的刻度x,通過計算得到各計數(shù)點到O的距離s以及對應(yīng)時刻小車的瞬時速度v。請將C點對應(yīng)的測量xC值和計算速度vC值填在下表中的相應(yīng)位置。

計數(shù)點
 
x/cm
 
s/cm
 
v/(m·s-1
 
O
 
1.00
 
 
 
0.30
 
A
 
2.34
 
1.34
 
0.38
 
B
 
4.04
 
3.04
 
0.46
 
C
 
 
 
5.00
 
 
 
D
 
8.33
 
7.33
 
0.61
 
E
 
10.90
 
9.90
 
0.70
 
 

(3)實驗小組通過繪制Δv2-s圖線來分析運動規(guī)律(其中Δv2=v2-v02,v是各計數(shù)點對應(yīng)時刻小車的瞬時速度,v0是O點對應(yīng)時刻小車的瞬時速度)。他們根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在圖中標(biāo)出了O、A、B、D、E對應(yīng)的坐標(biāo)點,請你在該圖中標(biāo)出計數(shù)點C對應(yīng)的坐標(biāo)點,并畫出Δv2-s圖線。
(4)實驗小組繪制的Δv2-s圖線的斜率k =(用題中所給字母表示),若發(fā)現(xiàn)該斜率大于理論值,其原因可能是。

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

為了求出樓房的高度,讓一石子從樓頂自由下落,若空氣阻力作用不計,僅測出下列哪個物理量的值不能計算出樓房高度的是(     )

A.石子下落的時間
B.石子落地時的速度
C.石子下落頭1s內(nèi)的位移
D.石子通過最后1m的時間

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

關(guān)于自由落體運動,正確的說法是

A.自由落體運動的快慢與物體質(zhì)量的大小有關(guān)
B.自由落體運動是一種勻變速運動
C.在地球表面上,各處的重力加速度大小都相等
D.在地球表面上,緯度較大處,重力加速度較大

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同步練習(xí)冊答案