一架军用飞机由地面起飞后上升的过程中,沿水平x方向的速度vx和沿竖直y方向的速度vy随时问变化的关系如图所示,求:
(1)飞机在竖直方向的加速度的大小;
(2)20s末飞机离地面的高度;
(3)飞机上升过程中合加速度大小和方向;
(4)机翼下有质量为20kg的导弹固定在发射架上,则在上升过程中发射架对导弹的作用力当大?
网友回答
解:(1)由图知:
(2)20s末飞机离地面的高度h==m=400m
(3)飞机水平方向加速度为
所以合加速度a==2.5m/s2
设a与竖直方向的夹角为θ,
则tanθ=
所以θ=37°
(4)根据牛顿第二定律可知:
水平方向有:Fx=max=30N
竖直方向有:Fy-mg=may
解得:Fy=200+40=240N
则在上升过程中发射架对导弹的作用力F==30N
答:(1)飞机在竖直方向的加速度的大小为2m/s2;
(2)20s末飞机离地面的高度为400m;
(3)飞机上升过程中合加速度大小为2.5m/s2,方向与竖直方向的夹角为37;
(4)机翼下有质量为20kg的导弹固定在发射架上,则在上升过程中发射架对导弹的作用力为30N.
解析分析:(1)根据速度时间图象斜率表示加速度求出竖直方向加速度大小;
(2)根据h=求出20s末飞机离地面的高度;
(3)根据速度时间图象斜率表示加速度求出水平方向加速度大小,根据矢量合成原则求出合加速度;
(4)分别对水平和竖直方向运用牛顿第二定律求出两个方向上的作用力,再根据矢量合成原则求出作用力的大小;
点评:本题主要考查了牛顿第二定律、矢量合成原则的直接应用,要求同学们能根据速度时间图象求出加速度,难度适中.