D.F阻L=Mv2
11.质量M=6.0×103 kg的客机,从静止开始沿平直的跑道滑行,当滑行距离l=7.2×102 m时,达到起飞速度v=60 m/s.求:
(1)起飞时飞机的动能多大;
(2)若不计滑行过程中所受的阻力,则飞机受到的牵引力为多大;
(3)若滑行过程中受到的平均阻力大小为F=3.0×103 N,牵引力与第(2)问中求得的值相等,则要达到上述起飞速度,飞机的滑行距离应为多大.
解析:(1)飞机起飞的动能为Ek=Mv2=1.08×107J;
(2)设牵引力为F1,由动能定理得F1l=Ek-0,代入数值解得F1=1.5×104 N.
(3)设滑行距离为l′,由动能定理得F1l′-Fl′=Ek-0整理得l′==9.0×102 m.
答案:(1)1.08×107J (2) 1.5×104 N (3)9.0×102 m
12.如图所示,AB和CD是半径为R=1 m的1/4圆弧形光滑轨道,BC为一段长2 m的水平轨道.质量为2 kg的物体从轨道A端由静止释放,若物体与水平轨道BC间的动摩擦因数为0.1,g=10 m/s2,求:
(1)物体第一次沿CD弧形轨道运动可上升的最大高度;
(2)物体最终停下来的位置与B点的距离.
解析:(1)设物体第一次沿CD轨道上升的最大高度为h,由动能定理得:mgR-μmgs-mgh=0,解得h=0.8 m.
(2)设物体在水平轨道上来回运动的总路程为s′,则对整个运动过程应用动能定理得,mgR-μmgs′=0.则s′=10 m.
可见,物体应在BC之间来回运动5倍的BC距离后,刚好停在C点,即最终停下来的位置与B点相距2 m.
答案:(1)0.8 m (2)2 m