题目内容

9.2015年11月2日,中国商用飞机有限责任公司在上海举行了中国大飞机C919首次下线仪式,正式宣告中国可以自主生产大型客机.C919总装下线是一件具备标志性意义的大事件.大飞机的研制过程中进行风洞实验是必不可少的环节,某次风洞实验中测定大飞机的风阻系数,若已知:飞机风阻系数=正面风阻力×2÷(空气密度×机翼面积×风俗平方).如图将质量为m=1kg的大飞机模型用绳索(不计质量)悬挂在风洞中,飞机模型机身保持水平状态,无风时悬线竖直,当风速为540km/h正面水平方向吹来时,悬线保持与竖直方向成30°夹角,若已知空气密度为1.2kg/m2、大飞机模型机翼面积0.5m2,则可知(  )
A.当风速为540km/h时,大飞机模型受到的正面风阻力为5.74N
B.当风速为540km/h时,大飞机模型受到的正面风阻力为11.5N
C.由题中数据计算可得,大飞机模型的风阻系数为0.5
D.若增大风速,可减小飞机的风阻系数

分析 飞机匀速运动,受力平衡,画出大飞机的受力分析图,根据平衡条件求解正面风阻力,根据题中给出的风阻系数计算式求解飞机风阻系数,风阻系数是由本身因素决定,与风速无关.

解答 解:当风速为540km/h=150m/s时,大飞机的受力分析图,如图所示:
根据平衡条件得:F=mgtan30°=5.74N,故A正确,B错误;
C、由题中给出的风阻系数计算式得:飞机风阻系数=$\frac{5.74×2}{1.2×0.5×15{0}^{2}}$=0.008,故C错误;
D、风阻系数是由本身因素决定,与风速无关,故D错误;
故选:A

点评 本题主要考查了共点力平衡条件的直接应用,要求同学们能正确分析飞机的受力情况,能根据题目的意思得出风阻系数的影响因素,难度不大,属于基础题.

练习册系列答案
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18.(1)某同学想利用图甲所示装置,验证滑块与钩码组成的系统机械能守恒,该同学认为只要将摩擦力平衡掉就可以了.你认为该同学的想法不正确(选填“正确”或“不正确”),理由是:有摩擦力做功,不满足机械能守恒的条件. 
(2)另一同学用一倾斜的固定气垫导轨来验证机械能守恒定律.如图乙所示,质量为m1的滑块(带遮光条)放在A处,由跨过轻质定滑轮的细绳与质量为m2的钩码相连,导轨B处有一光电门,用L表示遮光条的宽度,x表示A、B两点间的距离,θ 表示气垫导轨的倾角,g表示当地重力加速度.
①气泵正常工作后,将滑块由A点静止释放,运动至B,测出遮光条经过光电门的时间t,该过程滑块与钩码组成的系统重力势能的减小量表示为m2gx-m1gxsinθ;,动能的增加量表示为$\frac{1}{2}$(m1+m2)v2=$\frac{1}{2}$(m1+m2)($\frac{L}{t}$)2;若系统机械能守恒,则$\frac{1}{{t}^{2}}$与x的关系式为$\frac{1}{{t}^{2}}$=$\frac{2({m}_{2}-{m}_{1}sinθ)gx}{({m}_{1}+{m}_{2}){L}^{2}}$(用题目中的已知量表示).
②实验时测得m1=475g,m2=55g,遮光条宽度L=4mm,sinθ=0.1,改变光电门的位置,滑块每次均从A点释放,测量相应的x与t的值,以$\frac{1}{{t}^{2}}$为纵轴,x为横轴,作出的图象如图丙所示,则根据图象可求得重力加速度g0为9.4m/s2(计算结果保留2位有效数字),若g0与当地重力加速度g近似相等,则可验证系统机械能守恒.

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