.航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2 kg,动力系统提供的恒定升力F=28 N.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的空气阻力恒为f=4 N,g取10 m/s2.
(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8 s时到达高度H等于多少?
(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6 s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力,求飞行器减速上升阶段的加速度的大小.
【解析】:(1)第一次飞行中,设加速度为a1,
由牛顿第二定律得F-mg-f=ma1
飞行器上升的高度H=a1t
解得H=64 m.
(2)第二次飞行中,设失去升力后的加速度为a2,
由牛顿第二定律得-(mg+f)=ma2
解得a2=-12 m/s2.
.某质量为1100 kg的汽车在平直路面上行驶,当达到126 km/h的速度时关闭发动机,经过70 s停下来,汽车受到的阻力是多大?重新起步加速时牵引力为2000 N,产生的加速度应为多大?假定行驶过程中汽车受到的阻力不变.
【解析】:由于v=126 km/h=35 m/s
由v=at得,a== m/s2=0.5 m/s2
又由F阻=ma得F阻=1100×0.5 N=550 N
重新起步时有F-F阻=ma′,得
a′== m/s2≈1.32 m/s2.
在光滑的水平面上有一个物体同时受到水平力F1和F2的作用,在第1 s内保持静止状态,若两个力随时间变化情况如图3-5-15所示,则下列说法中正确的是( )
图3-5-15
A.在第2 s内物体做匀加速运动,加速度大小恒定,速度均匀增大
B.在第5 s内物体做变加速运动,加速度均匀减小,速度逐渐增大
C.在第3 s内物体做变加速运动,加速度均匀减小,速度均匀减小
D.在第6 s末,物体的速度和加速度均为零
如图所示,光滑水平地面上的小车质量为M,站在小车水平底板上的人质量为m.人用一根跨过定滑轮的绳子拉小车,定滑轮上下两侧的绳子都保持水平,不计绳与滑轮之间的摩擦.在人和车一起向右加速运动的过程中,下列说法正确的是( )
图3-5-14
A.人可能受到向左的摩擦力
B.人一定受到向左的摩擦力
C.人拉绳的力越大,人和车的加速度越大
如图所示,底板光滑的小车上用两个量程为30 N,完全相同的弹簧测力计甲和乙系住一个质量为2 kg的物块.在水平地面上,当小车做匀速直线运动时,两弹簧测力计的示数均为15 N.当小车做匀加速直线运动时,弹簧测力计甲的示数变为10 N.这时小车运动的加速度大小是( )
图3-5-13
A.1 m/s2 B.3 m/s2
C.5 m/s2 D.7 m/s2
【解析】:选C.开始两弹簧测力计的示数均为15 N,当弹簧测力计甲的示数为10 N时,弹簧测力计乙的示数将增为20 N,对物体在水平方向应用牛顿第二定律得:20-10=2×a得:a=5 m/s2,故C正确.
一辆雪橇的质量是500 kg,它与地面间的动摩擦因数为μ=0.02,在F=300 N的水平拉力作用下,雪橇由静止开始匀加速前进,前进20 m时撤掉水平力F,那么雪橇共行驶的时间为(g=10 m/s2)( )
A. 10 s B.20 s
C.30 s D.40 s
【解析】:选C.有拉力作用时,F-μmg=ma1,a1=0.4 m/s2.
加速20 m时获得的速度
v1== m/s=4 m/s.
加速时间t1== s=10 s.
撤去拉力后,a2=μg=0.02×10 m/s2=0.2 m/s2.
减速时间t2== s=20 s.
所用总时间t=t1+t2=30 s.故C选项正确.