喷气式飞机在高空飞行时发动机向后喷出高速气体,使飞机受到一向前的推力.飞机在某一高度飞行时,竖直方向合力为零,飞机在竖直方向除受重力外还受向上的升力,飞机所受向上的升力是由机翼上下表面的压力差产生的,飞机的机翼后部装有襟翼,调整襟翼的角度,可改变升力的大小.飞机飞行时还受空气阻力,实验证实飞机所受空气阻力与速度平方成正比,即 f=Kv
2,K为空气阻力系数,空气阻力系数与飞机的形状、大小、襟翼的角度等因素有关,当飞机载重增大时,所需升力也增大,调整襟翼的角度可增大升力,这时空气阻力系数也将增大.
有一总质量为M的喷气式客机在上海机场升空到某一高度后水平飞向北京,升空到这一高度时客机的速度为V
1,加速度为a
1.经一段时间速度变为V
2,此时的加速度为a
2,再经一段时间速度变为V
3,此时客机所受合力为零.客机加速过程中推力不变,由于客机加速过程时间较短,客机耗油量忽略不计,空气阻力系数恒为K,求:
(1)机翼上下表面的有效面积均为S,加速过程中机翼上下表面的压强差△P为多少?
(2)a
1与a
2的比值为多少?
(3)客机速度达V
3后以这一速度匀速飞往北京,匀速飞行时客机发动机的平均功率为P,经时间t客机飞至北京上空时(高度未变),机翼上下表面的压强差减小为△P′.客机飞至北京上空时空气阻力系数变大、变小、还是不变?简要说明理由.客机从上海匀速飞至北京上空的过程中客机的耗油量为多少?克服阻力所做的功为多少?
考点分析:
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喷墨打印机的结构简图如图所示,其中墨盒可以发出墨汁微滴,其半径约为1×10
-5m,此微滴经过带电室时被带上负电,带电荷量的多少由计算机按字体笔画的高低位置输入信号加以控制.带电后的微滴以一定的初速度进入偏转电场,带电微滴经过偏转电场发生偏转后打到纸上,显示出字体.无信号输入时,墨汁微滴不带电,径直通过偏转板而注入回流槽流回墨盒.偏转板长1.6cm,两板间的距离为0.50cm,偏转板的右端距纸3.2cm.若墨汁微滴的质量为1.6×10
-10kg,以20m/s的初速度垂直于电场方向进入偏转电场,两偏转板间的电压是8.0×10
3V,其打到纸上的点距原射入方向的距离是2.0mm.
求:
(1)这个墨汁微滴通过带电室所带的电荷量的多少.(不计空气阻力和重力,可以认为偏转电场只局限于平行板电容器的内部,忽略边缘电场的不均匀性)
(2)为了使纸上的字放大10%,请你定量分析并提出一个可行的解决的方法.
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半径为r=0.4m的圆形区域内有均匀磁场,磁感应强度B=0.2T,磁场方向垂直纸面向里.边长为L=1.2m 的金属正方形框架ABCD在垂直磁场的平面内放置,正方形中心与圆心O重合.金属框架AD与BC边上分别接有L
1、L
2两灯,两灯的电阻均为R=2Ω,一金属棒MN平行AD边搁在框架上,与框架电接触良好,棒与框架的电阻均忽略不计.
(1)若棒以匀速率向右水平滑动,如图所示.当滑过AB与DC边中点E、F时,灯L
1中的电流为0.4A,求棒运动的速率.
(2)撤去金属棒MN,将右半框架EBCF以EF为轴向下翻转 90
,若翻转后磁场随时间均匀变化,且灯L
1的功率为1.28×10
-2W,求磁场的变化率△B/△t.
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两颗靠得很近的天体,离其他天体非常遥远,靠相互吸引力一起以连线上某一点为圆心分别作圆周运动,从而保持两者之间的距离不变,这样的天体称为“双星’.现测得两星中心距离为R,运动周期为T,求:双星的总质量.
【解析】
设双星的质量分别为M
1、M
2.它们绕其连线上的O点以周期T作匀速圆周运动,由万有引力定律及牛顿第二定律得:
联立解得:
上述结果是否正确?若正确,请列式证明:若错误,请求出正确结果.
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B:如图所示,粗细均匀的L形玻璃管放在竖直平面内,封闭端水平放置,水平段管长60cm,竖直段管长为20cm,在水平管内有一段长20cm的水银封闭着一段长35cm的空气柱,已知气柱的温度为7℃,大气压强为75cmHg,试求当空气柱的温度升高到111℃时,封闭端空气柱的长度?
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A:如图所示,一根粗细均匀一端封闭的玻璃管,注入60mm的水银柱,水平放置时封闭端空气柱与开口端气柱长均为140mm.若将管缓慢转动,然后开口向下竖直插入水银槽中,使得封闭端气柱长133mm.外界大气压强P
o=760mmHg,求水银槽中水银进入玻璃管开口端的长度△h.
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