归纳式探究:
(1)升力系数:一块平板以一定的冲角(平扳与水平方向的夹角)α在空气中水平运动时,平板会受到一个竖直向上的升力F
L(如图),升力公式为:F
L=C
Lρυ
2S,( C
L为升力系数,ρ为空气的密度,υ为平板的速度,S为平板的面积).
C
L是一个没有单位的数值.在研究某飞机机翼的C
L 与α的关系时,获得如下数据:
α/° | | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
CL | 0.3 | 0.6 | 0.9 | 1.2 | 1.5 | 1.3 |
由表中数据可以看出:冲角越大,升力系数越______;但是,当冲角超过一定角度时,升力系数反而减小.上述关系可以用图象中的图线______来表示.
(2)飞机的飞行:根据上述升力公式可知,要加快飞行速度,就会使升力增大,飞机就会向上飘.若要保持飞行高度不变,就应保持飞机的升力不变,因而需要减小______,这可以通过改变机翼的______来实现.
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美国建筑师凯文•朔普费尔设计出了一种能漂浮在水中的城市(如图所示),漂浮城市装有动力装置,可以移动.该漂浮城市三角形建筑的主体结构是中空的,强风能从中通过,可以确保当飓风来临时,把飓风对建筑的破坏降至最低.该漂浮城市高达360m,占地270万平方米,可容纳多达4万居民.酒店、商店只要是普通城市有的,这里都一应俱全.漂浮城市的表面安装有太阳能电池板,接收太阳能的功率为8.0×10
8W,请回答下列问题:
(1)假如某班级有50位中学生从岸上进入漂浮城市参观,则漂浮城市受到的浮力约增加______.
A.2.5×10
2 N B.2.5×10
3 N C.2.5×10
4 N D.2.5×10
5 N
(2)若三角形建筑空洞的面积为2.0×10
4m
2,某次飓风正好垂直于空洞的表面吹入,1s流入空洞的空气质量是1.92×10
6kg,该地的空气密度是1.2kg/m
3.则飓风的风速是______m/s.
(3)若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮城市前进所需的能量,漂浮城市在平静的水面上沿直线运动,运动过程中受到的阻力不变.从某一时刻开始,漂浮城市受到水平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如下图甲所示,漂浮城市的运动速度v与时间t的关系如下图乙所示.
①漂浮城市运动到第25s时受到的阻力为______N.从第50s钟到100s钟内牵引力做的功为______J.
②漂浮城市在匀速运动过程中,太阳能转化为机械能的效率为多少?(写出计算过程)
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