(2006?黃浦區(qū)模擬)隨著航空技術(shù)的發(fā)展,飛機(jī)的性能越來越好,起飛的跑道要求也是越來越短,有的還可以垂直起降.為了研究在失重情況下的實(shí)驗(yàn),飛行員將飛機(jī)開到高空后,讓其自由下落,模擬一種無“重力”(完全失重狀態(tài))的環(huán)境,以供研究人員進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn).每次升降過程可以獲得持續(xù)30秒之久的“零重力”狀態(tài),以便研究人員進(jìn)行不受重力影響的實(shí)驗(yàn),而研究人員站在飛機(jī)的水平底板上所能承受的最大支持力為重力的2.5倍的超重狀態(tài).為安全起見,實(shí)驗(yàn)時(shí)飛機(jī)不得低于800米.求飛機(jī)的飛行高度至少為多少米?
分析:飛機(jī)豎直方向先自由落體運(yùn)動(dòng)30s,然后勻減速下降,速度減為零時(shí)離地高度不低于800m;根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解即可.
解答:解:前30秒自由落體解得下降高度h1=
1
2
g
t
2
1
=4500m;
此時(shí)v=gt1=300m/s;
接著要?jiǎng)驕p速運(yùn)動(dòng),而研究人員站在飛機(jī)的水平底板上所能承受的最大支持力為重力的2.5倍的超重狀態(tài);
根據(jù)牛頓第二定律,有:N-mg=ma
所以最大a=1.5g=15m/s2
又下降高度:h2=
v2
2a
=
3002
2×15
=3000m
為安全起見,實(shí)驗(yàn)時(shí)飛機(jī)不得低于800米,得總高度為H=3000+4500+800=8300m
答:飛機(jī)的飛行高度至少為8300米.
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵明確飛機(jī)豎直方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,然后選擇恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解,不難.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?黃浦區(qū)模擬)一個(gè)用半導(dǎo)體材料制成的電阻器D,其電流I隨它兩端電壓U的關(guān)系圖象如圖(a)所示,將它與兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源兩端,三個(gè)用電器消耗的電功率均為P,現(xiàn)將它們連接成如圖(b)所示的電路,接在該電源的兩端,設(shè)電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別是PD、P1、P2,它們之間的大小關(guān)系有( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?黃浦區(qū)模擬)某物體的運(yùn)動(dòng)情況經(jīng)儀器監(jiān)控掃描,輸入計(jì)算機(jī)后得到該運(yùn)動(dòng)物體位移方程為x=6t-t2(m).則該物體在時(shí)間t從0-4s內(nèi)經(jīng)過的路程為( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?黃浦區(qū)模擬)兩列平面簡(jiǎn)諧波以不同速度沿x方向傳播,右圖是 t=0 時(shí)刻這兩列波在長(zhǎng)a的區(qū)域內(nèi)的波形.設(shè) t=
4a
3v2
時(shí)刻該區(qū)域又一次出現(xiàn)相同的波形,則這兩列波的速度 v1與v2的大小之比可能是( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?黃浦區(qū)模擬)如圖所示,粗細(xì)不同的兩段玻璃管連在一起,粗管上端封閉,細(xì)管下端開口,豎直插在大而深的水銀槽中,管內(nèi)封閉有一定質(zhì)量的空氣,兩段玻璃管的橫截面積之比是2:1.粗管長(zhǎng)3cm,細(xì)管足夠長(zhǎng),管內(nèi)氣柱長(zhǎng)2cm,管內(nèi)外水銀面高度差為15cm.現(xiàn)將玻璃管沿豎直方向緩慢上移.(大氣壓強(qiáng)相當(dāng)于75cmHg)求:
(1)若要使管內(nèi)水銀面恰在粗細(xì)兩管交接處,此時(shí)管內(nèi)外水銀面的高度差;
(2)若要使管內(nèi)外水銀面高度差為45cm,玻璃管應(yīng)上移的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2006?黃浦區(qū)模擬)如圖甲所示,質(zhì)量為m=50g,長(zhǎng)l=10cm的銅棒,用長(zhǎng)度亦為l的兩根輕軟導(dǎo)線水平懸吊在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T.未通電時(shí),輕線在豎直方向,通入恒定電流后,棒向外偏轉(zhuǎn)的最大角度θ=37°,求此棒中恒定電流的大。瑢W(xué)甲的解法如下:對(duì)銅棒進(jìn)行受力分析,通電時(shí)導(dǎo)線向外偏轉(zhuǎn),說明安培力方向垂直電流和磁場(chǎng)方向向外,受力如圖乙所示(側(cè)視圖).
當(dāng)最大偏轉(zhuǎn)角θ=37°時(shí),棒受力平衡,有:tanθ=
F
mg
=
BIl
mg

I=
mgtan370
Bl
=
0.05×10×
3
4
0.5×0.1
=7.5A

同學(xué)乙的解法如下:銅棒向外偏轉(zhuǎn)過程中,導(dǎo)線拉力不做
功,如圖丙所示.
F做功為:WF=FS1=BIlsin370×lsin370
重力做功為:WG=-mgS2=-mgl(1-cos37°)
由動(dòng)能定理得:BI(lsin37°)2-mgl(1-cos37°)=0I=
mgl(1-cos370)
Blsin2370
=
0.05×10×(1-0.8)
0.5×0.1×(0.6)2
=
50
9
=5.56A

請(qǐng)你對(duì)同學(xué)甲和乙的解答以說理的方式作出評(píng)價(jià);若你兩者都不支持,則給出你認(rèn)為正確的解答.

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