11.航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2 kg,动力系统提供的恒定升力F=28 N。试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升,设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10 m/s2,飞行器飞行t=8 s时到达高度H=64 m,求:
(1)飞行器匀加速上升的加速度a的大小;
(2)t=8 s时飞行器的速度v的大小;
(3)飞行器所受阻力f的大小。
解析:(1)由匀变速直线运动的位移公式可得:H=at2,飞行器的加速度:a== m/s2=2 m/s2;
(2)飞行器的速度:v=at=2×8 m/s=16 m/s;
(3)由牛顿第二定律得:F-mg-f=ma,解得:f=F-m(g+a)=28 N-2×(10+2) N=4 N。
答案:(1)2 m/s2 (2)16 m/s (3)4 N
12.质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的vt图像如图7所示,g取10 m/s2,求:
图7
(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)水平推力F的大小;
(3)0~10 s内物体运动位移的大小。
解析:(1)设物体做匀减速直线运动的时间为Δt2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2,则
a2==-2 m/s2①
设物体所受的摩擦力为f,根据牛顿第二定律,有f=ma2②
f=-μmg③
联立解得μ=0.2。
(2)设物体做匀加速直线运动的时间为Δt1,初速度为v10、末速度为v1t、加速度为a1,a1==1 m/s2
根据牛顿第二定律,有:F-f=ma1
F=6 N。
(3)由匀变速直线运动位移公式,得
x=x1+x2=v10Δt1+a1Δt12+v20Δt2+a2Δt22=46 m。
答案:(1)0.2 (2)6 N (3)46 m