某兴趣小组的同学自制了一架遥控飞行器,其质量m=2kg,动力系统提供的恒定牵引力F=28N.试飞时飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10m/s2.
(1)第一次试飞时,飞行器飞行t1=8s时到达高度h1=64m.求飞行器所受阻力f的大小;
(2)第二次试飞时,飞行器飞行t2=6s时遥控器出现故障,飞行器立即失去牵引力.求此次飞行器能达到的最大高度h2.
网友回答
解:(1)设飞行器在第一次飞行中的加速度为a1,
由匀变速直线运动规律有:h1=
由牛顿第二定律有:F-mg-f=ma1
解得f=4N
(2)设第二次飞行中,飞行器失去牵引力时的速度为v,失去牵引力之前上升的高度为s1,
变速直线运动规律有:s1=
设飞行器失去牵引力后的加速度为a2,去牵引力之后上升的高度为s2,
由牛顿第二定律有:mg+f=ma2
由匀变速直线运动规律有:v=a1t2
s2=
飞行器能达到的最大高度h2=s1+s2=42m
答:(1)飞行器所受阻力f的大小为4N;
(2)此次飞行器能达到的最大高度为42m.
解析分析:(1)第一次试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升做匀加速直线运动,根据位移时间公式可求出加速度,再根据牛顿第二定律就可以求出阻力f的大小;
(2)失去升力飞行器受重力和阻力作用做匀减速直线运动,当速度减为0时,高度最高,等于失去升力前的位移加上失去升力后的位移之和;
点评:本题的关键是对飞行器的受力分析以及运动情况的分析,结合牛顿第二定律和运动学基本公式求解,本题难度适中.