题目内容
【题目】某兴趣小组的同学自制了一架遥控飞行器,其质量m=2kg,若动力系统提供的竖直向上的牵引力F恒定为30N.若某次试飞过程,飞行器从地面开始竖直上升,飞行t1=6s时飞行器出现故障,飞行器立即失去牵引カ,前6s内飞行器的v-t图象如图所示。若设飞行器飞行时所受阻力的大小不变,重力加速度g=10m/s2,求
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(1)飞行器飞行时所受的阻力大小
(2)此次试飞飞行器所能达到的最大高度H;
(3)此次飞行器从静止起飞开始到落回地面的总时间(结果也可带根号)
【答案】(1)4N;(2)67.5m;(3)11.6s
【解析】
根据v-t图象求出飞行器的加速度大小,结合牛顿第二定律求出飞行器的阻力大小;
根据位移时间公式求出飞行器匀加速运动的位移,失去升力后,根据牛顿第二定律求出匀减速运动的加速度大小,结合速度位移公式求出匀减速运动的位移,从而得出飞行器达到的最大高度。
(1)由v-t图象可得:
由牛顿第二定律有:
解得:
;
(2)没有出现故障前,上升高度为
出现故障后,向上减速的加速度大小为a2
减速零时,到达最高点,继续上升高度
上升的最大高度H=
;
(3)飞行器出现故障后到最大高度所用时间
从最高点下落的加速度大小为
下落时间
,
解得:
总时间
。
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