在科技節(jié)上,夏老師帶隊(duì)的科技小組研究展示了“水火箭”、遙控直升機(jī)和一款無人機(jī)飛行器的性能,受到廣大師生歡迎。
探究展示一:“水火箭”的運(yùn)動(dòng)
(1)(多選)科技小組利用飲料瓶制作的“水火箭”如圖甲所示,其發(fā)射原理是通過打氣使瓶內(nèi)空氣壓力增大,當(dāng)瓶口與橡皮塞脫離時(shí),瓶內(nèi)水向后噴出,水火箭獲得推力向上射出。圖乙是某次豎直發(fā)射時(shí)測繪的水火箭速度v與時(shí)間t的圖像,其中t0時(shí)刻為“水火箭”起飛時(shí)刻,DE段是斜率絕對值為g的直線,忽略空氣阻力。關(guān)于“水火箭”的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是 ACAC。
![](https://img.jyeoo.net/quiz/images/svg/202309/98/15ecd4a9.png)
A.在t1、t2、t3、t4時(shí)刻中,t1時(shí)刻加速度最大
B.“水火箭”在t2時(shí)刻達(dá)到最高點(diǎn)
C.在t3時(shí)刻失去推力
D.t3~t4時(shí)間內(nèi)“水火箭”做自由落體運(yùn)動(dòng)
(2)由“水火箭”剛開始升空時(shí),加速度可達(dá)23m/s2,小科同學(xué)得出火箭的速度在1s時(shí)間內(nèi)不一定增加了23m/s。他的判斷是正確的,小科同學(xué)的理由是:23m/s2為瞬時(shí)加速度,大于平均加速度23m/s2為瞬時(shí)加速度,大于平均加速度。
探究展示二:遙控直升機(jī)飛行性能
(3)如圖1所示的A、B兩架遙控直升機(jī)在某一高度向右飛行。根據(jù)圖中信息判斷直升機(jī) AA(選填“A”或“B”)在加速前進(jìn),說明理由 直升機(jī)A受空氣的作用力斜向右上,與重力的合力應(yīng)水平向右;直升機(jī)B受空氣的作用力斜向左上,與重力的合力方向應(yīng)水平向左,因此直升機(jī)A向右加速飛行直升機(jī)A受空氣的作用力斜向右上,與重力的合力應(yīng)水平向右;直升機(jī)B受空氣的作用力斜向左上,與重力的合力方向應(yīng)水平向左,因此直升機(jī)A向右加速飛行。
探究展示三:無人機(jī)的飛行性能
(4)科技節(jié)當(dāng)日陽光明媚,無風(fēng)。無人機(jī)空載時(shí),沿著與地面成30°的方向斜向上勻加速直線起飛,剛起飛的第1s內(nèi)飛行了5m。已知無人機(jī)的質(zhì)量為3kg。g取10m/s2。
①該無人機(jī)第2秒末的速度可達(dá)到多少?
②分析空氣對無人機(jī)的作用力的大小和方向。
(5)該小組將無人機(jī)進(jìn)行載重表演,如圖3所示,質(zhì)量為m的無人機(jī)用輕繩吊起質(zhì)量也為m的包裹,并從懸停狀態(tài)開始水平飛行,他們測量出繩偏離豎直方向的夾角始終為θ,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,請分析解決無人機(jī)水平飛行過程中下列問題。
①判斷此時(shí)無人機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
②該包裹的加速度;
③輕繩對包裹的拉力大小。
(6)為表演飛行穩(wěn)定性,如圖4所示,兩架無人機(jī)用輕繩OM、ON一起提升重為G的小球,兩無人機(jī)處于懸停狀態(tài)且空間處于同一水平面。輕繩OM、ON與豎直方向夾角分別為α、β(α>β)。用F1、F2分別表示OM、ON的拉力,則 DD。
A.F1豎直分力大于F2的豎直分力
B.F1的豎直分力等于F2的豎直分力
C.F1的水平分力大于F2的水平分力
D.F1的水平分力等于F2的水平分力
(7)在飛行穩(wěn)定性表演中,對輕繩的選擇有一定要求,請根據(jù)第(6)題的信息,計(jì)算輕繩OM中的拉力F1的大小。
【考點(diǎn)】牛頓第二定律的簡單應(yīng)用;勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系;力的合成與分解的應(yīng)用;勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度與時(shí)間的關(guān)系;復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)圖像問題.
【答案】AC;23m/s2為瞬時(shí)加速度,大于平均加速度;A;直升機(jī)A受空氣的作用力斜向右上,與重力的合力應(yīng)水平向右;直升機(jī)B受空氣的作用力斜向左上,與重力的合力方向應(yīng)水平向左,因此直升機(jī)A向右加速飛行;D
【解答】
【點(diǎn)評】
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