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19.噴氣式飛機(jī)在高空飛行時(shí)發(fā)動機(jī)向后噴出高速氣體,使飛機(jī)受到一向前的推力.飛機(jī)在某一高度飛行時(shí),豎直方向合力為零,飛機(jī)在豎直方向除受重力外還受向上的升力,飛機(jī)所受向上的升力是由機(jī)翼上下表面的壓力差產(chǎn)生的,飛機(jī)的機(jī)翼后部裝有襟翼,調(diào)整襟翼的角度,可改變升力的大�。w機(jī)飛行時(shí)還受空氣阻力,實(shí)驗(yàn)證實(shí)飛機(jī)所受空氣阻力與速度平方成正比,即f=Kv2,K為空氣阻力系數(shù),空氣阻力系數(shù)與飛機(jī)的形狀、大小、襟翼的角度等因素有關(guān),當(dāng)飛機(jī)載重增大時(shí),所需升力也增大,調(diào)整襟翼的角度可增大升力,這時(shí)空氣阻力系數(shù)也將增大.
有一總質(zhì)量為M的噴氣式客機(jī)在上海機(jī)場升空到某一高度后水平飛向北京,升空到這一高度時(shí)客機(jī)的速度為V1,加速度為a1.經(jīng)一段時(shí)間速度變?yōu)閂2,此時(shí)的加速度為a2,再經(jīng)一段時(shí)間速度變?yōu)閂3,此時(shí)客機(jī)所受合力為零.客機(jī)加速過程中推力不變,由于客機(jī)加速過程時(shí)間較短,客機(jī)耗油量忽略不計(jì),空氣阻力系數(shù)恒為K,求:
(1)機(jī)翼上下表面的有效面積均為S,加速過程中機(jī)翼上下表面的壓強(qiáng)差△P為多少?
(2)a1與a2的比值為多少?
(3)客機(jī)速度達(dá)V3后以這一速度勻速飛往北京,勻速飛行時(shí)客機(jī)發(fā)動機(jī)的平均功率為P,經(jīng)時(shí)間t客機(jī)飛至北京上空時(shí)(高度未變),機(jī)翼上下表面的壓強(qiáng)差減小為△P′.客機(jī)飛至北京上空時(shí)空氣阻力系數(shù)變大、變小、還是不變?簡要說明理由.客機(jī)從上海勻速飛至北京上空的過程中客機(jī)的耗油量為多少?克服阻力所做的功為多少?

分析 (1)根據(jù)豎直方向上合力為零,求出加速過程中機(jī)翼上下表面的壓強(qiáng)差△P.
(2)通過速度變?yōu)関3,此時(shí)客機(jī)所受合力為零,求出推力F的大小,根據(jù)牛頓第二定律分別求出a1、a2的大小,從而得出加速度的比值.
(3)通過重力和升力相等,結(jié)合平衡判斷升力的變化,從而得出阻力系數(shù)的變化,結(jié)合平衡求出飛機(jī)飛到北京上空時(shí)的質(zhì)量,從而得出消耗的油量.由功能關(guān)系即可求出克服阻力做的功.

解答 解:(1)加速過程中豎直方向合力為零,重力不變,有:
Mg=△PSP=MgS
(2)設(shè)加速過程中推力大小為F,根據(jù)牛頓第二定律得:
FKv21=Ma1
FKv22=Ma2
F=Kv23
則加速度的比值為:a1a2=v23v21v23v22
(3)飛機(jī)飛到北京上空時(shí),飛機(jī)重力減小,升力減小,空氣阻力系數(shù)減小
由M′g=△P′S,解得:M=PSg
則消耗的油量為:M=MPSg
又:¯Pt-Wf=12M′V32-12MV32
其中:V32=¯Pt+12(M-\frac{{△{P^'}S}}{g}) V32
所以:Wf=¯Pt+12(M-M′)
答:(1)加速過程中機(jī)翼上下表面的壓強(qiáng)差△P為MgS
(2)a1與a2的比值為a1a2=v23v21v23v22
(3)飛機(jī)飛到北京上空時(shí),飛機(jī)重力減小,升力減小,空氣阻力系數(shù)減小,客機(jī)從上海勻速飛至北京上空的過程中客機(jī)的耗油量為MPSg;克服阻力所做的功為¯Pt+12(M-M′).

點(diǎn)評 本題主要考查了共點(diǎn)力平衡和牛頓第二定律的基本運(yùn)用,難度不大,關(guān)鍵能從題干中獲取有用的信息,選擇合適的規(guī)律進(jìn)行求解.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

18.常用白熾燈的燈絲是用金屬鎢做成,某功率為P=100W的白熾燈,在額定電壓U=220V狀態(tài)下工作時(shí)的溫度為2700℃,在此溫度下鎢絲的電阻率ρ=9.0×10-7Ω•m,鎢絲的單位表面積輻射功率W=153W/cm2.鎢絲溫度恒定時(shí),其發(fā)熱功率與散熱功率相等,假設(shè)鎢絲的橫截面積是圓的,求該白熾燈鎢絲的直徑和長度.

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19.一物體做初速為零的勻加速直線運(yùn)動,則:
(1)第3個(gè)ts內(nèi)通過15m,在第7個(gè)ts內(nèi)通過多遠(yuǎn)?
(2)通過第3個(gè)5m需要15s,通過第7個(gè)5m需要多久?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示的電路中,A、B間電壓恒為3.2V,3個(gè)電阻的阻值均為4Ω,電容器的電容為30 μF,電流表為理想電流表.那么電路穩(wěn)定時(shí)電容器所帶的電量、電流表的讀數(shù)分別是( �。�
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

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14.某實(shí)驗(yàn)小組用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)器材做“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)中,該小組同學(xué)把砂和砂桶的總重力當(dāng)作小車受到的合外力.

(1)為了保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差盡量小,在實(shí)驗(yàn)操作中,下面做法必要的是AD(雙選)
A.實(shí)驗(yàn)前要對裝置進(jìn)行平衡摩擦力的操作
B.實(shí)驗(yàn)操作時(shí)要先放小車,后接通電源
C.在利用紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí),所選的兩個(gè)研究點(diǎn)離得越近越好
D.在實(shí)驗(yàn)過程中要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
(2)如圖2所示,為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶,現(xiàn)選取紙帶中的A、B兩點(diǎn)來探究功與速度變化的關(guān)系.已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T,重力加速度為g.圖中已經(jīng)標(biāo)明了要測量的物理量,另外,小車的質(zhì)量為M,砂和砂桶的總質(zhì)量為m.請你以小車為研究對象,把要探究的結(jié)果用題中給出的字母表達(dá)出來mgx=Mx22x2132T2
(3)他將鉤碼重力做的功當(dāng)作細(xì)繩拉力做的功,經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉力做功總是要比小車動能增量大一些.這一情況可能是下列哪些原因造成的CD(雙選)
A.在接通電的同時(shí)釋放了小車
B.小車釋放時(shí)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太近
C.阻力未完全被小車重力沿木板方向的分力平衡掉
D.鉤碼做勻加速運(yùn)動,鉤碼重力大于細(xì)繩拉力.

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4.有一只電熨斗,內(nèi)部電路如圖所示,其中M為旋鈕的內(nèi)部接線端子,旋鈕有“高”“中”“低”“關(guān)”四個(gè)檔位,下列四種內(nèi)部接線方式與對應(yīng)檔位描述正確的是( �。�
A.a方式為“關(guān)”檔B.b方式為“低”檔C.c方式為“高”檔D.d方式為“中”檔

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11.如圖虛線為一組間距相等的同心圓,圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷.一帶電粒子以一定初速度射入電場,實(shí)線為粒子僅在電場力作用下的運(yùn)動軌跡,a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn).則該粒子(  )
A.帶正電
B.在c點(diǎn)受力最大
C.在b點(diǎn)的電勢能小于在c點(diǎn)的電勢能
D.由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動能變化

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8.如圖甲所示是利用氣墊導(dǎo)軌“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置.

(1)在氣墊導(dǎo)軌中充氣消除滑塊與導(dǎo)軌之間摩擦力的影響后,可用鉤碼總重力代替滑塊所受的拉力,此時(shí)鉤碼質(zhì)量m與滑塊總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的關(guān)系為M>>m;
(2)如圖乙所示是實(shí)驗(yàn)中由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器得到的一條清晰紙帶,紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間為T,測得計(jì)數(shù)點(diǎn)間AB、BC、CD、DE、DF、FG的距離分別為x1、x2、x3、x4、x5、x6,則打下D點(diǎn)時(shí)滑塊的瞬時(shí)速度為x3+x42T,滑塊運(yùn)動的加速度的為x6+x5+x4x3x2x19T2
(3)用這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以驗(yàn)證《機(jī)械能守恒定律》,實(shí)驗(yàn)中鉤碼質(zhì)量為m,滑塊質(zhì)量為M,重力加速度為g.滑塊從打下D點(diǎn)運(yùn)動至打下F點(diǎn)的過程中鉤碼減小的重力勢能△EP=mg(x4+x5),滑塊和鉤碼增加的動能EK=m+M[x5+x62x3+x42]8T2

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9.某同學(xué)利用如圖甲所示的裝置測量某一彈簧的勁度系數(shù),將該彈簧豎直懸掛起來,在自由端掛上砝碼盤.通過改變盤中砝碼的質(zhì)量,測得6組砝碼的質(zhì)量m和對應(yīng)的彈簧長度l,畫出m一l圖線,如圖乙所示.采用恰當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)處理,得到該彈簧的勁度系數(shù)為3.44N/m.若考慮砝碼盤的質(zhì)量,結(jié)果將比3.44N/m(  )
A.偏大B.偏小C.相同D.無法判斷

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