10．2015年3月31日凌晨1：35分，全球唯一一架不使用礦物燃料、只依靠太陽能實現(xiàn)連續(xù)晝夜飛行的最大太陽能飛機--“陽光動力2號”降落重慶江北國際機場．重慶是該飛機全球降落的第五站，也是中國降落的第一站．
假設“陽光動力2號”飛機在水平直跑道上起飛過程如下：飛機從靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)過100m時，飛機達到離開地面的最小速度．已知飛機豎直向上的升力F升與其水平速度v的關系為F升=kv2（k=250N•s2/m2）；飛機和飛行員的總質量為2500kg，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）飛機離開地面的最小速度
（2）飛機勻加速運動過程的加速度大小；
（2）若飛機勻加速運動過程受到的阻力恒為2000N，其恒定牽引力由4臺電動機提供，則飛機剛要離開地面時平均每臺電動機提供的功率為多大．

分析 （1）飛機離開恰好離開地面時升力恰好等于重力，由平衡條件求出飛機的最小速度．
（2）由勻變速直線運動的速度位移公式求出飛機的加速度．
（3）根據(jù)牛頓第二定律求出牽引力，結合P=Fv求出飛機剛要離開地面時平均每臺電動機提供的功率

解答 解：（1）飛機剛要離開地面時，
由平衡條件得：kv2=mg，代入數(shù)據(jù)解得：v=10m/s；
（2）飛機勻加速過程，由勻變速直線運動的速度位移公式得：
v2=2ax，代入數(shù)據(jù)解得：a=0.5m/s2；
（3）飛機勻加速過程，由牛頓第二定律得：F-f=ma，
每臺電動機提供的功率：4P=Fv，代入數(shù)據(jù)解得：P=8125W；
答：（1）飛機離開地面的最小速度為10m/s；
（2）飛機勻加速運動過程的加速度大小為0.5m/s2；
（3）飛機剛要離開地面時平均每臺電動機提供的功率為8125W．

點評 本題考查了共點力平衡、牛頓第二定律、功率的公式的基本運用，通過豎直方向上平衡求出離開地面時的速度是解決本題的關鍵．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

13．中國首次太空授課活動于2013年6月20日上午舉行，如圖所示，航天員王亞平利用天宮一號中的“質量測量儀”測量航天員聶海勝的質量為74kg．測量時，聶海勝與輕質支架被王亞平水平拉里初始位置，且處于靜止狀態(tài)，當王亞平松手后，聶海勝與輕質支架收到一個大小為100N的水平恒力作用而復位，用光柵測得復位時瞬間速度為1m/s，則復位的時間為0.74s．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

1．入射光照射到某金屬表面上發(fā)生光電效應，若入射光強度減弱，而頻率不變，則（　�。�
A．有可能不發(fā)生光電效應
B．逸出的光電子的最大初動能將減小
C．單位時間內從金屬表面逸出的光電子數(shù)目將減小
D．從光照至金屬表面上到發(fā)射出光電子之間的時間間隔將明顯增加

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

18．如圖所示，跳臺滑雪運動員經(jīng)過一段加速滑行后從O點水平飛出，經(jīng)t=3.0s落到斜坡上的A點．已知O點是斜坡的起點，斜坡與水平面的夾角θ=37°，不計空氣阻力．（已知sin37°=0.6）求：
（1）A點與O點的距離L；
（2）運動員離開O點時的速度大小v0．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．堵住打氣筒的出氣口，緩慢向下壓活塞使氣體體積減小，你會感到越來越費力，溫度保持不變．對這一現(xiàn)象的解釋正確的是（　�。�
A．氣體的密度增大，使得在相同時間內撞擊活塞的氣體分子數(shù)目增多
B．分子間沒有可壓縮的間隙
C．壓縮氣體要克服分子力做功
D．分子間相互作用力表現(xiàn)為引力
E．在壓縮過程中，氣體分子勢能減小

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

15．某同學利用如圖1裝置研究物體以相同的初速度與不同質量的物體發(fā)生完全非彈性碰撞時的規(guī)律．器材：輕彈簧、刻度尺、材料相同的兩物塊m和M、砝碼若干．實驗前，將一水平滑槽固定在地面上，已知滑槽足夠長，與物塊間摩擦系數(shù)為μ（μ值較�。飰KM的上表面有四個卡孔，每個卡孔可以放入一個砝碼，從而方便在實驗中改變被碰物體的質量．在物塊M的左端粘上雙面膠以保證m和M相碰后粘在一起運動，已知重力加速度為g．
實驗步驟如下：

Ⅰ把輕彈簧一端固定在水平滑槽的左端，記錄下彈簧自由端的位置O
Ⅱ放置物塊M在某 C點處，記錄下此C位置．用物塊m壓縮彈簧至某位置B處，記錄下位置B，放手使物塊m彈出，m和物塊M碰撞后一起向右運動至停下，記錄m和M碰后一起滑行的距離x
Ⅲ逐次在M上添加不同個數(shù)的砝碼，重復幾次Ⅱ，測出幾個對應的x
已知m=20g，每個砝碼的質量m0=5g，測量數(shù)據(jù)如表：
砝碼數(shù)/個01234
x（cm）100.0044.4025.0016.0111.10
$\frac{1}{x}$（cm-1）0.0100.0230.0400.0630.090
$\sqrt{x}$（cm0.5）10.006.705.004.003.30
$\frac{1}{\sqrt{x}}$（cm-0.5）0.100.150.200.250.30
回答下列問題：
①每次實驗都將M放在相同的C點，都讓m壓縮到相同的位置B再放手可以保正每次碰前m的速度相同（填“相同”或“不同”）
②若M在初始時按照圖中的擺放方法，則測量x時，應測量C點到停下后M的右端（填“左端”或“右端”）間的距離
③利用碰撞后到停下的過程，可表示出碰后的速度為$\sqrt{2μgx}$（用g，x，μ表示）
④從表格中可以發(fā)現(xiàn)隨著砝碼個數(shù)增加，距離x變短，為找到定量規(guī)律，我們可以選用添加的砝碼質量m1為縱坐標，$\frac{1}{\sqrt{x}}$（選填x、$\frac{1}{x}$、$\sqrt{x}$、$\frac{1}{\sqrt{x}}$）為橫坐標，可做出如圖2的直線函數(shù)圖線．若延長得該直線的縱截距為-40g，則M的質量應為20g．
⑤利用③、④中的結論及表格中的任意一組數(shù)據(jù)，根據(jù)動量守恒定律，可以計算出m在碰前瞬間的速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

2．下列關于溫度、內能和熱量的說法中正確的是（　�。�
A．物體的溫度越高，所含熱量越多
B．物體的內能越大，所含熱量越多
C．物體的溫度越高，它的分子熱運動的平均動能越大
D．物體的溫度不變，它的內能就不變

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

19．高速或超速離心機是基因提取中的關鍵設備，當超速離心機轉速達80000r/min時，則關于距離超速離心機轉軸12cm處的質點，下列說法正確的是（　　）
A．周期為$\frac{1}{80000}$sB．線速度大小為320πm/s
C．角速度為160000πrad/sD．角速度為$\frac{4000}{3}$rad/s

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

20．將行星繞太陽的運動看做是勻速圓周運動，若已知萬有引力常量G，要求出太陽的質量還需要知道下列哪些數(shù)據(jù)（　　）
A．行星繞太陽運動的開普勒常量k
B．地球的公轉周期，地球表面重力加速度
C．火星質量，火星半徑，火星的公轉周期
D．金星的公轉軌道半徑，金星的公轉周期

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