2012年中國(guó)有了自己的航空母艦“遼寧號(hào)”,航空母艦上艦載機(jī)的起飛問題一直備受關(guān)注.某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)通過查閱資料對(duì)艦載機(jī)的起飛進(jìn)行了模擬設(shè)計(jì).如圖,艦載機(jī)總質(zhì)量為m,發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為P,在水平軌道運(yùn)行階段所受阻力恒為f.艦載機(jī)在A處以額定功率啟動(dòng),同時(shí)開啟電磁彈射系統(tǒng),它能額外給艦載機(jī)提供水平向右、大小為F的恒定推力.經(jīng)歷時(shí)間t1,艦載機(jī)運(yùn)行至B處,速度達(dá)到v1,電磁彈射系統(tǒng)關(guān)閉.艦載機(jī)繼續(xù)以額定功率加速運(yùn)行至C處,經(jīng)歷的時(shí)間為t2,速度達(dá)到v2.此后,艦載機(jī)進(jìn)入傾斜曲面軌道,在D處離開航母起飛.請(qǐng)根據(jù)以上信息求解下列問題.

(1)電磁彈射系統(tǒng)關(guān)閉的瞬間,艦載機(jī)的加速度大小.

(2)水平軌道AC的長(zhǎng)度.

(3)若不啟用電磁彈射系統(tǒng),艦載機(jī)在A處以額定功率啟動(dòng),經(jīng)歷時(shí)間t到達(dá)C處,假設(shè)速度大小仍為v2,則艦載機(jī)的質(zhì)量應(yīng)比啟用電磁彈射系統(tǒng)時(shí)減少多少?(該問AC間距離用x表示)


解析:(1)根據(jù)功率表達(dá)式可得牽引力F1=①

由牛頓第二定律F1-f=ma②

得a=-.③

(2)艦載機(jī)在A處以額定功率啟動(dòng),同時(shí)開啟電磁彈射系統(tǒng),它能額外給艦載機(jī)提供水平向右、大小為F的恒定推力.經(jīng)歷時(shí)間t1,艦載機(jī)運(yùn)行至B處,速度達(dá)到v1,由動(dòng)能定理

Pt1+Fx1-fx1=m④

電磁彈射系統(tǒng)關(guān)閉.艦載機(jī)繼續(xù)以額定功率加速運(yùn)行至C處,經(jīng)歷的時(shí)間為t2,速度達(dá)到v2.

同理得Pt2-fx2=m-m⑤

艦載機(jī)總位移x==x1+x2⑥

聯(lián)立④⑤⑥得

x=+.

(3)全過程,根據(jù)動(dòng)能定理有Pt-fx=m1

應(yīng)減少的質(zhì)量Δm=m-m1

得Δm=m-.

答案:(1)-

(2)+

(3)m-


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


下列說法中正確的是(　　)

A.物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)

B.物體在變力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)

C.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其速度方向與加速度的方向不在同一直線上

D.物體在變力作用下有可能做曲線運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示,某極地衛(wèi)星的運(yùn)行軌道平面通過地球的南北兩極(軌道可視為圓軌道),若已知該衛(wèi)星從地球上北緯30°的正上方,按圖示方向第一次運(yùn)行至南緯60°正上方時(shí)所用時(shí)間為t,地球半徑為R(地球可看做均勻球體),地球表面的重力加速度為g,引力常量為G,由以上條件無法求出的物理量是(　　)

A.衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期 B.衛(wèi)星所受的向心力

C.地球的質(zhì)量  D.衛(wèi)星距離地面的高度

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下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)物體所受合力做的功和動(dòng)能變化的關(guān)系正確的是(　　)

A.如果物體所受合力為零,則合力對(duì)物體做的功一定為零

B.如果合力對(duì)物體所做的功為零,則合力一定為零

C.物體在合力作用下做變速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能一定發(fā)生變化

D.物體的動(dòng)能不變,所受合力一定為零

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示,一輕彈簧直立于水平地面上,質(zhì)量為m的小球從距離彈簧上端B點(diǎn)h高處的A點(diǎn)自由下落,在C點(diǎn)處小球速度達(dá)到最大.x0表示B、C兩點(diǎn)之間的距離,Ek表示小球在C點(diǎn)處的動(dòng)能.若改變高度h,則下列表示x0隨h變化的圖像和Ek隨h變化的圖像中正確的是(　　)

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如圖所示,質(zhì)量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上,一根輕質(zhì)彈簧一端固定于O點(diǎn),另一端與小球相連,彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi),將小球沿桿拉到彈簧水平位置由靜止釋放,小球沿桿下滑,當(dāng)彈簧位于豎直位置時(shí),小球速度恰好為零,此時(shí)小球下降的豎直高度為h,若全過程中彈簧始終處于伸長(zhǎng)狀態(tài)且處于彈性限度范圍內(nèi),下列說法正確的是(　　)

 

A.彈簧與桿垂直時(shí),小球速度最大

B.彈簧與桿垂直時(shí),小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和最大

C.小球下滑至最低點(diǎn)的過程中,彈簧的彈性勢(shì)能增加量小于mgh

D.小球下滑至最低點(diǎn)的過程中,彈簧的彈性勢(shì)能增加量等于mgh

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山谷中有三塊石頭和一根不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)青藤,其示意圖如圖所示.圖中A、B、C、D均為石頭的邊緣點(diǎn),O為青藤的固定點(diǎn),h1=1.8 m,h2=4.0 m,x1=4.8 m,x2=8.0 m.開始時(shí),質(zhì)量分別為M=10 kg和m=2 kg的大、小兩只滇金絲猴分別位于左邊和中間的石頭上,當(dāng)大猴發(fā)現(xiàn)小猴將受到傷害時(shí),迅速從左邊石頭的A點(diǎn)水平跳至中間石頭.大猴抱起小猴跑到C點(diǎn),抓住青藤的下端,蕩到右邊石頭上的D點(diǎn),此時(shí)速度恰好為零.運(yùn)動(dòng)過程中猴子均可看成質(zhì)點(diǎn),空氣阻力不計(jì),重力加速度g=10 m/s2,求:

(1)大猴從A點(diǎn)水平跳離時(shí)速度的最小值;

(2)猴子抓住青藤蕩起時(shí)的速度大小;

(3)猴子蕩起時(shí),青藤對(duì)猴子的拉力大小.

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了驗(yàn)證動(dòng)能定理,某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室組裝了如圖所示的裝置,備有下列器材: 打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、天平、細(xì)沙.他們稱量滑塊的 質(zhì)量為M、 沙和小桶的總質(zhì)量為m.當(dāng)滑塊連接上紙帶,讓細(xì)線跨過滑輪并懸掛空的小桶時(shí),滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài).要完成該實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答下列問題:

(1)要完成本實(shí)驗(yàn),還缺少的實(shí)驗(yàn)器材是　　　　. 

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證滑塊受到的拉力與沙、小桶的總重力大小基本相等,沙和小桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是　　　　,實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證細(xì)線拉力等于滑塊所受的外力,首先要做的步驟是　　　　. 

(3)在滿足(2)問的條件下,讓小桶帶動(dòng)滑塊加速運(yùn)動(dòng),如圖所示為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶的一部分,圖中A、B、C、D、E是按時(shí)間先后順序確定的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離標(biāo)注在圖上,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間,則在B、D兩點(diǎn)間對(duì)滑塊用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能定理表達(dá)式為　　　　.(用題中所給的表示數(shù)據(jù)的字母

表示) 

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如下圖所示，在一個(gè)水平方向(平行紙面方向)的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．用上端固定，長(zhǎng)為L的絕緣細(xì)線，拴一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球，開始時(shí)將細(xì)線拉至水平至A點(diǎn)，突然松開后，小球由靜止開始向下擺動(dòng)，當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過60°角到B點(diǎn)時(shí)，速度恰好為零，求A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB的大�。�

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