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翼型飞行器有很好的飞行性能.其原理是通过对降落伞的调节,使空气升力和空气阻力都受到影响.同时通过控制动力的大小而改变飞行器的飞行状态.已知:飞行器的动力F始终与飞行方向相同,空气升力F1与飞行方向垂直,大小与速度的平方成正比,即F1=C1v2;空气阻力F2与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,即F2=C2v2.其中C1C2相互影响,可由运动员调节,满足如图1所示的关系.飞行员和装备的总质量为90kg.(重力加速度取g=10m/s2.)

 


   (1)若飞行员使飞行器以速度在空中沿水平方向匀速飞行,如图2所示.则飞行器受到动力F大小为多少?

   (2)若飞行员关闭飞行器的动力,使飞行器匀速滑行,且滑行速度v2与地平线的夹角θ=30°,如图3所示,则速度v2的大小为多少?(结果可用根式表示)

   (3)若飞行员使飞行器在空中的某一水平面内做匀速圆周运动,如图4所示,在此过程中C2只能在1.75~2.5N·s2/m2之间调节,且C1C2的大小与飞行器的倾斜程度无关.则飞行器绕行一周动力F做功的最小值为多少?(结果可保留π.)

 

(1)由受力分析可知:mg=C1v12       (1分)

       得C1=3N·s2/m2                 (1分)

       由C1、C2关系图象可得

C2=2.5N·s2/m2                            (1分)

       动力F=F2=C2v12                        (1分)

       所以F=750N                             (1分)

   (2)由受力分析可知

                             (1分)

                       (1分)

                                                                                   (1分)

       在图1中过原点作直线正确得到直线与曲线的交点.

       C2=2.3 N·s2/m2     C1=4 N·s2/m2                                           (2分)

       得约为m/s                                                                    (1分)

   (3)设此时飞行器飞行速率为v,圆周运动的半径为RF1与竖直方向夹角为α,则有:

       竖直方向合力为零:                                       (1分)

       水平方向合力提供向心力:                            (1分)

       动力:                                                                (1分)

       绕行一周动力做的功为                 (1分)

       当N·s2/m2C1=6N·s2/m2α=45°时,W有最小值.

       Wmin=15750πJ=49455J                                                               (1分)

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科目:高中物理 来源: 题型:

翼型飞行器有很好的飞行性能.其原理是通过对降落伞的调节,使空气升力和空气阻力都受到影响.同时通过控制动力的大小而改变飞行器的飞行状态.已知:飞行器的动力F始终与飞行方向相同,空气升力F1与飞行方向垂直,大小与速度的平方成正比,F1=C1v2;空气阻力F2与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,F2=C2v2.其中C1、C2相互影响,可由运动员调节,满足如图1所示的关系.飞行员和装备的总质量为90kg.
(1)若飞行员使飞行器以v 1=10
3
m/s
速度在空中沿水平方向匀速飞行,如图2所示.则飞行器受到动力F大小为多少?
(2)若飞行员关闭飞行器的动力,使飞行器匀速滑行,且滑行速度v2与地平线的夹角θ=30°.如图3所示.
则速度v2的大小为多少?(结果可用根式表示)

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科目:高中物理 来源: 题型:

翼型飞行器有很好的飞行性能.其原理是通过对降落伞的调节,使空气升力和空气阻力都受到影响.同时通过控制动力的大小而改变飞行器的飞行状态.已知:飞行器的动力F始终与飞行方向相同,空气升力F1与飞行方向垂直,大小与速度的平方成正比,即F1=C1v2;空气阻力F2与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,即F2=C2v2.其中C1、C2相互影响,可由运动员调节,满足如图1所示的关系.飞行员和装备的总质量为90kg.重力加速度取g=10m/s2
(1)若飞行员使飞行器以v1=10
3
m/s
速度在空中沿水平方向匀速飞行,如图2所示.则飞行器受到动力F大小为多少?
(2)若飞行员关闭飞行器的动力,使飞行器匀速滑行,且滑行速度v2与地平线的夹角θ=30°,如图3所示,则速度v2的大小为多少?(结果可用根式表示)
(3)若飞行员使飞行器在空中的某一水平面内做匀速圆周运动,如图4所示,在此过程中C2只能在1.75~2.5N?s2/m2之间调节,且C1、C2的大小与飞行器的倾斜程度无关.则飞行器绕行一周动力F做功的最小值为多少?

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(2009?江苏模拟)翼型降落伞有很好的飞行性能.它被看作飞机的机翼,跳伞运动员可方便地控制转弯等动作.其原理是通过对降落伞的调节,使空气升力和空气摩擦力都受到影响.已知:空气升力F1与飞行方向垂直,大小与速度的平方成正比,F1=C1v2;空气摩擦力F2与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,F2=C2v2.其中C1、C2相互影响,可由运动员调节,满足如图b所示的关系.试求:
(1)图a中画出了运动员携带翼型伞跳伞后的两条大致运动轨迹.试对两位置的运动员画出受力示意图并判断,①、②两轨迹中哪条是不可能的,并简要说明理由;
(2)若降落伞最终匀速飞行的速度v与地平线的夹角为α,试从力平衡的角度证明:tanα=C2/C1
(3)某运动员和装备的总质量为70kg,匀速飞行的速度v与地平线的夹角α约20°(取tan20°=4/11),匀速飞行的速度v多大?(g取10m/s2,结果保留3位有效数字)
(4)若运动员出机舱时飞机距地面的高度为800m、飞机飞行速度为540km/h,降落过程中该运动员和装备损失的机械能△E多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

(15分)翼型飞行器有很好的飞行性能。其原理是通过对降落伞的调节,使空气升力和空气阻力都受到影响。同时通过控制动力的大小而改变飞行器的飞行状态。已知:飞行器的动力F始终与飞行方向相同,空气升力F1与飞行方向垂直,大小与速度的平方成正比,F1=C1v2;空气阻力F2与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,F2=C2v2。其中C1、C2相互影响,可由运动员调节,满足如图1所示的关系。飞行员和装备的总质量为90kg。

(1)若飞行员使飞行器以速度在空中沿水平方向匀速飞行,如图2所示。则飞行器受到动力F大小为多少?

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(3)若飞行员使飞行器在空中的某一水平面内做匀速圆周运动,如图4所示,在此过程中C2只能在1.75~2.5N?s2/m2之间调节,且C1、C2的大小与飞行器的倾斜程度无关。则飞行器绕行一周动力F做功的最小值为多少?

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