20．仿生設(shè)計(jì)學(xué)作為人類社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)與自然界的鍥合點(diǎn)，使人類社會(huì)與自然達(dá)到了高度的統(tǒng)一，正逐漸成為設(shè)計(jì)發(fā)展過程中新的亮點(diǎn)．早在十九世紀(jì)末，德國人奧托•利連塔爾制造了第一架滑翔機(jī)并進(jìn)行了2000多次滑翔飛行，并同鳥類進(jìn)行了對比研究．研究發(fā)現(xiàn)，小鳥在空中滑翔時(shí)獲得向上的升力可表示為F=KSV2，式中S為翅膀的面積，v為小鳥飛行的速度，k為比例系數(shù)．如果一小鳥質(zhì)量為120g、翅膀面積為S1，其水平勻速滑翔的最小速度為12m/s．設(shè)飛機(jī)飛行時(shí)獲得向上的升力與小鳥飛行時(shí)獲得的升力有同樣的規(guī)律．現(xiàn)有一架質(zhì)量為3 200kg的飛機(jī)，它在跑道上加速時(shí)獲得的最大加速度為5m/s2，若飛機(jī)機(jī)翼面積為小鳥翅膀面積的600倍，則此飛機(jī)起飛的跑道至少要（　�。�
A．160 mB．320 mC．640 mD．1 000 m

分析 通過舉力與重力相等，結(jié)合F=ksv2，求出飛機(jī)起飛的速度，再根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出飛機(jī)跑道的長度．

解答 解：小鳥飛行時(shí)獲得向上舉力與重力平衡 $k{s}_{1}{v}_{1}^{2}={m}_{1}g$…①
飛機(jī)起飛時(shí)獲得的舉力與重力平衡，則k×600${s}_{1}{v}_{2}^{2}={m}_{2}g$…②
代入數(shù)據(jù)解得：v2=80m/s
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 v2=2as…③
得飛機(jī)起飛前在跑道上滑行的距離為：
$s=\frac{{v}_{2}^{2}}{2a}=\frac{8{0}^{2}}{2×5}m=640m$
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道達(dá)到起飛速度時(shí)舉力與重力相等，以及掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

10．如圖所示，水平面上有一物體，人通過定滑輪用繩子拉它，在圖示位置時(shí)，若人的速度為5m/s，則物體的瞬時(shí)速度為$\frac{5\sqrt{3}}{3}$m/s．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律“的實(shí)驗(yàn)中，所用電源頻率為50Hz，某同學(xué)選擇了一條理想的紙帶，用刻度尺測量時(shí)，各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)刻度尺上的讀數(shù)如圖所示（圖中O點(diǎn)是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的第1個(gè)點(diǎn)，A、B、C、D、E、F分別是每打兩個(gè)點(diǎn)取的計(jì)數(shù)點(diǎn)）．

（1）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)、E點(diǎn)時(shí)的速度大小分別是1.94m/s、3.11m/s；
（2）若重物的質(zhì)量為m kg，則重物從開始下落到打B點(diǎn)時(shí)，減少的重力勢能是1.91m J，重物增加的動(dòng)能是1.88m J；
（3）若重物質(zhì)量為m kg，則重物下落BE高度的過程中重力勢能的減少量是2.97m J，重物的動(dòng)能增加量是2.96m J；
（4）從（2）（3）中的計(jì)算結(jié)果可得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘減小的重力勢能等于其動(dòng)能的增加．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．同學(xué)們在遠(yuǎn)足過程中看到了有人在進(jìn)行滑鐵索運(yùn)動(dòng)，若把滑鐵索運(yùn)動(dòng)簡化成圖乙的模型，鐵索的兩個(gè)固定點(diǎn)A、B在同一水平面內(nèi)，AB間的距離為L=80m，繩索的最低點(diǎn)離AB的垂直距離為h=8m，若把繩索看作是圓弧，已知一質(zhì)量m=52kg的人借助滑輪（滑輪質(zhì)量不計(jì)）由靜止開始下滑，滑到最低點(diǎn)的速度為10m/s（取g=10m/s2），下列說法正確的是（　�。�
A．人在整個(gè)鐵索上的運(yùn)動(dòng)可看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)
B．下滑過程中人的機(jī)械能保持不變
C．人在滑到最低點(diǎn)時(shí)對繩索的壓力為570N
D．在滑到最低點(diǎn)時(shí)人克服阻力做功1560J

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

15．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，如果紙帶上前面幾點(diǎn)比較密集，不夠清楚，可舍去前面比較密集的點(diǎn)，在后面取一段打點(diǎn)比較清楚的紙帶，同樣可以驗(yàn)證，如圖所示，取O點(diǎn)為起始點(diǎn)，各點(diǎn)的間距已量出并標(biāo)注在紙帶上，所用交流電的頻率為50Hz，（g取10m/s2），重錘的質(zhì)量為m，（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

（1）打A點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度為vA=1.30m/s，
打F點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度為vF=2.28m/s．
（2）從A點(diǎn)到F點(diǎn)，重錘重力勢能的減少量△EP=1.78mJ，動(dòng)能的增加量△Ek=1.76mJ．
（3）得到的結(jié)論是在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，機(jī)械能守恒．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

5．如圖所示，是驗(yàn)證重物自由下落過程中機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)裝置．請按要求作答：

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)使重物靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器下端，先接通電源，后釋放紙帶，紙帶上打下一系列點(diǎn)．
（2）選取一條符合要求的紙帶如圖所示，標(biāo)出打下的第一個(gè)點(diǎn)O，從紙帶的適當(dāng)位置依此選取相鄰的三個(gè)點(diǎn)A，B，C，分別測出到O點(diǎn)的距離為x1、x2、x3，已知重物的質(zhì)量為m，重力加速度為g，打點(diǎn)時(shí)間間隔為T，則自開始下落到打下B點(diǎn)的過程中，重物減少的重力勢能為=mgx2，增加的動(dòng)能為=$\frac{1}{2}$ m（$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2T}$ ）2．
（3）實(shí)驗(yàn)中，利用υB2=2gx2求得△EKB，通過比較△EkB與△EpB大小，來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，這種做法是否正確？答：不正確（填“正確”或“不正確）

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

12．如圖所示為四旋翼飛行器，是一種有4個(gè)螺旋槳且螺旋槳呈十字形交叉，能夠垂直起降的小型遙控飛行器，通常被人們稱為四旋翼直升機(jī)，目前正得到越來越廣泛的應(yīng)用．一架質(zhì)量m=2kg的飛行器，其動(dòng)力系統(tǒng)所能提供的最大豎直升力F=36N，運(yùn)動(dòng)過程中所受空氣阻力大小恒為f=4N．（g取10m/s2）
（1）飛行器在地面上從靜止開始，以最大升力豎直向上起飛，求在t=5s時(shí)離地面的高度h．
（2）當(dāng)飛行器懸停在距離地面高度H=100m，由于動(dòng)力設(shè)備故障，無人機(jī)突然失去升力墜落．求無人機(jī)墜落地面時(shí)的速度v．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

9．一單擺周期為T，現(xiàn)將該單擺的振幅變?yōu)樵瓉淼?\frac{1}{3}$，其他條件都不變．則變化后的周期T1為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．如圖為兩電阻 R a和 R b的伏安特性曲線，由圖可知，電阻 R a與 R b的大小關(guān)系為 （　�。�
A．R a＞R bB．R a＜R bC．R a=R bD．不能確定

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同步練習(xí)冊答案