Question

8．某物理興趣小組的同學(xué)為了研究飛行器返回的過程，進(jìn)行了模擬實驗．將模擬器送到H=72m的高處，啟動控制器，使模擬器由靜止開始以a₁=6m/s²的加速度加速下降，經(jīng)一段時間后，通過調(diào)節(jié)控制器使模擬器做減速運(yùn)動，減速時的加速度大小為a₂=5m/s²；當(dāng)模擬器距離地面的高度為h=6.1m時，速度大小為v₂=1m/s，且保持該速度勻速落地．已知模擬器的質(zhì)量為m=60kg，重力加速度g=10m/s²．
（1）模擬器加速運(yùn)動過程的位移為多大？
（2）模擬器從啟動控制器到著地的過程中，除重力外，模擬器克服其他力做的功為多少？

Answer 1

分析 （1）分別對勻加速和勻減速階段用運(yùn)動學(xué)公式聯(lián)立求解；
（2）由動能定理可求模擬器克服其他力做的功．

解答 解：（1）設(shè)勻加速運(yùn)動結(jié)束的末速度為v₁，
勻加速階段有：v₁²=2a₁h₁
勻減速階段有：v₂²-v₁²=-2a₂h₂
又因為：H=h₁+h₂+6.1
聯(lián)立解得：h₁=30m
（2）從啟動控制器到著地的過程，由動能定理可得：mgH-W_f=$\frac{1}{2}$mv₂²-0
即：60×10×72-W_f=$\frac{1}{2}$×60×1²
解得：W_f=4290J
答：（1）模擬器加速運(yùn)動過程的位移為30m；
（2）模擬器克服其他力做的功為4290J．

點(diǎn)評 解答此題的關(guān)鍵是分析清楚運(yùn)動過程，熟練地運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式建立等式，同時注意動能定理全過程使用更為簡捷．