例2 [2018·杭州六校联考] 我国第五代制空战机歼-20具备高隐身性、高机动性能力,为防止极速提速过程中飞行员因缺氧晕厥,歼-20新型的抗荷服能帮助飞行员承受最大为9g的加速度.假设某次垂直飞行测试实验中,歼-20以50 m/s的初速度离地,开始竖直向上飞行.该飞机在10 s内匀加速到3060 km/h,匀速飞行一段时间后达到最大飞行高度18.1 km.假设加速阶段所受阻力恒为重力的1/5.已知该歼-20质量为20 t,g取10 m/s2,忽略战机因油耗等导致的质量变化.

(1)请通过计算说明在加速阶段飞行员是否晕厥;

(2)求本次飞行测试中歼-20匀速飞行的时间;

(3)求本次飞行测试中在加速阶段歼-20发动机提供的推力大小.

图7-3

变式题 《地球脉动2》是BBC制作的大型纪录片,该片为了环保采用热气球进行拍摄.若气球在空中停留一段时间后,摄影师扔掉一些压舱物使气球竖直向上做匀加速运动.假设此过程中气球所受空气作用力与停留阶段相等,摄影师在4 s时间内发现气球上升了4 m;然后保持质量不变,通过减小空气作用力使气球速度再上升2 m过程中随时间均匀减小到零.已知气球、座舱、压舱物、摄影器材和人员的总质量为1050 kg,重力加速度g取10 m/s2,求:

(1)匀加速阶段的加速度大小;

(2)扔掉的压舱物质量;