翼型飛行器有很好的飛行性能．其原理是通過對降落傘的調(diào)節(jié)，使空氣升力和空氣阻力都受到影響．同時通過控制動力的大小而改變飛行器的飛行狀態(tài)．已知：飛行器的動力F始終與飛行方向相同，空氣升力F1與飛行方向垂直，大小與速度的平方成正比，即F1=C1v2；空氣阻力F2與飛行方向相反，大小與速度的平方成正比，即F2=C2v2．其中C1、C2相互影響，可由運動員調(diào)節(jié)，滿足如圖1所示的關(guān)系．飛行員和裝備的總質(zhì)量為90kg．（重力加速度取g＝10m/s2．）

 


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   （1）若飛行員使飛行器以速度在空中沿水平方向勻速飛行，如圖2所示．則飛行器受到動力F大小為多少？

   （2）若飛行員關(guān)閉飛行器的動力，使飛行器勻速滑行，且滑行速度v2與地平線的夾角θ=30°，如圖3所示，則速度v2的大小為多少？（結(jié)果可用根式表示）

   （3）若飛行員使飛行器在空中的某一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖4所示，在此過程中C2只能在1.75~2.5N·s2/m2之間調(diào)節(jié)，且C1、C2的大小與飛行器的傾斜程度無關(guān)．則飛行器繞行一周動力F做功的最小值為多少？（結(jié)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關(guān)系圖象可得

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

       動力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）

       在圖1中過原點作直線正確得到直線與曲線的交點．

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

       得約為m/s                                                                    （1分）

   （3）設(shè)此時飛行器飛行速率為v，圓周運動的半徑為R，F1與豎直方向夾角為α，則有：

       豎直方向合力為零：                                       （1分）

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

       動力：                                                                （1分）

       繞行一周動力做的功為                 （1分）

       當N·s2/m2，C1=6N·s2/m2，α＝45°時，W有最小值．

       Wmin＝15750πJ＝49455J                                                               （1分）

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

翼型飛行器有很好的飛行性能．其原理是通過對降落傘的調(diào)節(jié)，使空氣升力和空氣阻力都受到影響．同時通過控制動力的大小而改變飛行器的飛行狀態(tài)．已知：飛行器的動力F始終與飛行方向相同，空氣升力F1與飛行方向垂直，大小與速度的平方成正比，F(xiàn)1=C1v2；空氣阻力F2與飛行方向相反，大小與速度的平方成正比，F(xiàn)2=C2v2．其中C1、C2相互影響，可由運動員調(diào)節(jié)，滿足如圖1所示的關(guān)系．飛行員和裝備的總質(zhì)量為90kg．
（1）若飛行員使飛行器以v 1=10
3
m/s速度在空中沿水平方向勻速飛行，如圖2所示．則飛行器受到動力F大小為多少？
（2）若飛行員關(guān)閉飛行器的動力，使飛行器勻速滑行，且滑行速度v2與地平線的夾角θ=30°．如圖3所示．
則速度v2的大小為多少？（結(jié)果可用根式表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

翼型飛行器有很好的飛行性能．其原理是通過對降落傘的調(diào)節(jié)，使空氣升力和空氣阻力都受到影響．同時通過控制動力的大小而改變飛行器的飛行狀態(tài)．已知：飛行器的動力F始終與飛行方向相同，空氣升力F1與飛行方向垂直，大小與速度的平方成正比，即F1=C1v2；空氣阻力F2與飛行方向相反，大小與速度的平方成正比，即F2=C2v2．其中C1、C2相互影響，可由運動員調(diào)節(jié)，滿足如圖1所示的關(guān)系．飛行員和裝備的總質(zhì)量為90kg．重力加速度取g=10m/s2．
（1）若飛行員使飛行器以v1=10
3
m/s速度在空中沿水平方向勻速飛行，如圖2所示．則飛行器受到動力F大小為多少？
（2）若飛行員關(guān)閉飛行器的動力，使飛行器勻速滑行，且滑行速度v2與地平線的夾角θ=30°，如圖3所示，則速度v2的大小為多少？（結(jié)果可用根式表示）
（3）若飛行員使飛行器在空中的某一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖4所示，在此過程中C2只能在1.75～2.5N?s2/m2之間調(diào)節(jié)，且C1、C2的大小與飛行器的傾斜程度無關(guān)．則飛行器繞行一周動力F做功的最小值為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2009?江蘇模擬）翼型降落傘有很好的飛行性能．它被看作飛機的機翼，跳傘運動員可方便地控制轉(zhuǎn)彎等動作．其原理是通過對降落傘的調(diào)節(jié)，使空氣升力和空氣摩擦力都受到影響．已知：空氣升力F1與飛行方向垂直，大小與速度的平方成正比，F(xiàn)1=C1v2；空氣摩擦力F2與飛行方向相反，大小與速度的平方成正比，F(xiàn)2=C2v2．其中C1、C2相互影響，可由運動員調(diào)節(jié)，滿足如圖b所示的關(guān)系．試求：
（1）圖a中畫出了運動員攜帶翼型傘跳傘后的兩條大致運動軌跡．試對兩位置的運動員畫出受力示意圖并判斷，①、②兩軌跡中哪條是不可能的，并簡要說明理由；
（2）若降落傘最終勻速飛行的速度v與地平線的夾角為α，試從力平衡的角度證明：tanα=C2/C1；
（3）某運動員和裝備的總質(zhì)量為70kg，勻速飛行的速度v與地平線的夾角α約20°（取tan20°=4/11），勻速飛行的速度v多大？（g取10m/s2，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）
（4）若運動員出機艙時飛機距地面的高度為800m、飛機飛行速度為540km/h，降落過程中該運動員和裝備損失的機械能△E多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（15分）翼型飛行器有很好的飛行性能。其原理是通過對降落傘的調(diào)節(jié)，使空氣升力和空氣阻力都受到影響。同時通過控制動力的大小而改變飛行器的飛行狀態(tài)。已知：飛行器的動力F始終與飛行方向相同，空氣升力F1與飛行方向垂直，大小與速度的平方成正比，F(xiàn)1=C1v2；空氣阻力F2與飛行方向相反，大小與速度的平方成正比，F(xiàn)2=C2v2。其中C1、C2相互影響，可由運動員調(diào)節(jié)，滿足如圖1所示的關(guān)系。飛行員和裝備的總質(zhì)量為90kg。

（1）若飛行員使飛行器以速度在空中沿水平方向勻速飛行，如圖2所示。則飛行器受到動力F大小為多少？

（2）若飛行員關(guān)閉飛行器的動力，使飛行器勻速滑行，且滑行速度與地平線的夾角θ=30°。如圖3所示。則速度的大小為多少？（結(jié)果可用根式表示）

（3）若飛行員使飛行器在空中的某一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖4所示，在此過程中C2只能在1.75~2.5N?s2/m2之間調(diào)節(jié)，且C1、C2的大小與飛行器的傾斜程度無關(guān)。則飛行器繞行一周動力F做功的最小值為多少？

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