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20.我國殲15艦載機在“遼寧號”航母上起降已具備相當水平.若殲15飛機以v0=50m/s的水平速度著陸甲板所受其他水平阻力(包括空氣和摩擦阻力)恒為1×105 N,殲15飛機總質量m=2.0×104 kg.設殲15在起、降訓練中航母始終靜止,取g=10m/s2.求:

(1)飛機著艦后,若僅受水平阻力作用,航母甲板至少多長才能保證飛機不滑到海里?
(2)“遼寧號”航母飛行甲板水平,但前端上翹,水平部分與上翹部分平滑連接,連接處D點可看做圓弧上的一點,圓弧半徑為R=100m,飛機起飛時速度大容易升空,但也并非越大越好.已知飛機起落架能承受的最大作用力為飛機自重的11倍,求飛機安全起飛經過圓弧處D點的最大速度?

分析 (1)根據運動學公式求出勻減速運動的加速度,根據運動學公式求滑行距離.
(2)根據豎直方向上的合力提供向心力,通過牛頓第二定律求出最大速度的大。

解答 解:(1)由牛頓第二定律知:f=ma 
得:a=$\frac{{10}^{5}}{2.0{×10}^{4}}$=5 m/s2
滑行的距離為:S=$\frac{{v}^{2}}{2a}=\frac{{50}^{2}}{2×5}$=250m   
(2)由牛頓第二定律的方程得:
FN-mg=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
代入數據得:v=100m/s
答:(1)飛機著艦后,若僅受水平阻力作用,航母甲板至少250m才能保證飛機不滑到海里;
(2)“遼寧號”航母飛行甲板水平,但前端上翹,水平部分與上翹部分平滑連接,連接處D點可看作圓弧上的一點,圓弧半徑為R=100m,飛機起飛時速度大容易升空,但也并非越大越好.已知飛機起落架能承受的最大作用力為飛機自重的11倍,飛機安全起飛經過圓弧處D點的最大速度為100m/s.

點評 解決本題的關鍵能夠正確地受力分析,結合牛頓第二定律和運動學公式進行求解.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.下面關于離心運動的說法,正確的是( 。
A.物體做離心運動時將離圓心越來越遠
B.物體做離心運動時其運動軌跡一定是直線
C.做離心運動的物體一定不受外力作用
D.做勻速圓周運動的物體所受合力大小改變時將做離心運動

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

11.電磁彈射器是航空母艦上的一種艦載機起飛裝置,我國正在研制的航母也將采用自行研制的電磁彈射系統(tǒng).電磁彈射系統(tǒng)如圖a所示.彈射車放置于導軌之間,起飛前彈射車上牽引桿作用在飛機前輪,當強大的電流從導軌流經電磁彈射車(可看做導體棒,導體棒和飛機通過絕緣體連接),彈射車在強大的安培力作用下推動飛機加速.由于工程技術問題,電磁彈射系統(tǒng)供電采用模塊化設計,其核心部分可簡化如圖b所示,兩根相互平行的水平導軌內存在一個豎直向上的勻強磁場,在導軌兩側如圖排列許多個供電模塊,當彈射車接觸模塊時,強迫貯能裝置通過供電模塊為彈射車提供瞬間能量,離開后斷電,不計模塊間切換時間,供電模塊能保證彈射車全過程做勻加速運動.現有一彈射器彈射某飛機,設飛機質量m=9.9×103kg,彈射車質量為m=0.1×103kg,飛機起飛速度為v=50m/s,在電磁彈射車與飛機發(fā)動機同時工作的情況下,發(fā)動機推力恒為2.5×104N,飛機從靜止開始勻加速L=100m就達到起飛速度.若導軌間的寬度d=lm,通過彈射車的放電電流恒為5×103A.已知起飛瞬間強迫貯能裝置需提供的電壓為1100V,忽略彈射過程彈射車及飛機受到的阻力.計算時設航母是靜止的,g=l0m/s2.求:

(1)水平導軌間的磁感應強度B;
(2)起飛瞬間電磁彈射車發(fā)熱功率P和彈射車加速到25米位置時裝置需提供的電壓;(計算時假設整個起飛過程P恒定)
(3)發(fā)射過程中彈射車的能量利用效率η(即彈射車對飛機做的功與消粍的總電能之比,結果保留2位有效數字).

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.如圖所示,光滑斜面固定于水平面,物體B疊放在上表面水平的滑塊A上,兩者一起沖上斜面后始終保持相對靜止,則兩者在斜面上運動的過程中,以下說法正確的是(  )
A.物體B僅受到重力和支持力的作用
B.物體B受到重力、支持力和水平向左的摩擦力的作用
C.滑塊A受到的合外力水平向左
D.滑塊A受到的合外力方向與其他速度方向相反

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

15.某實驗小組用如圖所示的裝置驗證“質量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”.
(1)光滑長木板一端通過鉸鏈固定在水平面上O點,另一端擱在豎直固定桿的軸A上,長木板上固定兩個光電門,兩光電門分別與光計時器相連,讓一小車從長木板上靠近上面光電門處由靜止滑下,記錄小車通過兩光電門所用的時間間隔為t1
(2)改變長木板擱在豎直桿的軸的位置,分別位于B、C、D、E,重復前面的實驗,得到小車通過兩光電門的時間間隔分別為t2、t3、t4、t5
(3)測出豎直桿上ABCDE到桿底端的距離h1、h2、h3、h4、h5,及到O點的距離L1、L2、L3、L4、L5.求出對應的h與L的比值$\frac{h}{L}$.
(4)若小車重為mg,則長木板擱在A軸上時,小車沿長木板下滑的合外力為mg $\frac{{h}_{1}}{{L}_{1}}$,若兩光電門間的距離為x,小車在長木板是運動的加速度為$\frac{2x}{{t}_{1}^{2}}$
(5)若以$\frac{h}{L}$為縱坐標,以$\frac{1}{{t}^{2}}$為橫坐標,根據實驗數據作圖.如果作出的圖象是達原點的傾斜直線,則表明“質量一定時,物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.如圖所示,一物塊受到一個水平力F作用靜止于斜面上,此力F的方向與斜面平行,如果將力F撤除,下列對物塊的描述正確的是( 。
A.物塊將沿斜面下滑B.物塊所受的摩擦力方向改變
C.物塊立即獲得加速度D.物塊受到的摩擦力變大

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

12.如圖所示的電場,等勢面是一簇互相平行的豎直平面,間隔均為d,各面電勢已在圖在標出,現有一質量為m的帶電小球以速度v0,方向與水平方向成45°角斜向上射入電場,要使小球做直線運動.問:
(1)小球應帶何種電荷?電荷量是多少?
(2)在入射方向上小球最大位移量是多少?(電場足夠大)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

9.如圖1所示,為“探究加速度與力、質量的關系”實驗裝置及數字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的質量及小車和砝碼的質量對應關系圖.鉤碼的質量為m1,小車和砝碼的質量為m2,重力加速度為g.

(1)下列說法正確的是D.
A.每次在小車上加減砝碼時,應重新平衡摩擦力
B.實驗時若用打點計時器應先釋放小車后接通電源
C.本實驗m2應遠小于m1
D.在用圖象探究加速度與質量關系時,應作a-$\frac{1}{{m}_{2}}$圖象
(2)實驗時,某同學由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,測得F=m1g,作出a-F圖象,他可能作出圖2中丙(選填“甲”、“乙”、“丙”)圖線.此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是C.
A.小車與軌道之間存在摩擦
B.導軌保持了水平狀態(tài)
C.砝碼盤和砝碼的總質量太大
D.所用小車的質量太大
(3)實驗時,某同學遺漏了平衡摩擦力這一步驟,若軌道水平,他測量得到的$\frac{1}{{m}_{2}}$-a圖象,如圖3.設圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為b,則小車與木板間的動摩擦因數μ=$\frac{gk}$,鉤碼的質量m1=$\frac{1}{gk}$.
(4)實驗中打出的紙帶如圖4所示.相鄰計數點間的時間是0.1s,圖中長度單位是cm,由此可以算出小車運動的加速度是0.46m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.在如圖所示的裝置中,質量為3kg的物塊被平行于斜面的細繩拴在斜面上端的小柱上,斜面的傾角為30o,被固定在測力計上,整個裝置保持靜止.如果物體與斜面間無摩擦,裝置穩(wěn)定以后,當細繩被燒斷,物體正在下滑的過程中,與穩(wěn)定時比較,測力計的讀數(g=10m/s2)( 。
A.增加15NB.減小15NC.減小7.5ND.保持不變

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