问题标题:
一道物理试题航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2㎏,动力系统提供的恒定升力F=28N.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10m/s2.
问题描述:

一道物理试题

航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2㎏,动力系统提供的恒定升力F=28N.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10m/s2.(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8s时到达高度H=64m.求飞行器所阻力f的大小;(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力.求飞行器能达到的最大宽度h;(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.

饶丰回答:
  )根据题意,在t1时间内,飞行器做初速度为0的匀加速运动,设阻力为f   ,加速度为a   根据牛顿第二定律有:   a=(F-mg-f)/m   根据运动学公式有:   H=1/2*a*t1^2   解出,a=2m/s^2   f=4N   2)   根据第一问的结果知道,飞行器的加速度为a=2m/s^2   所以,t2时间时的飞行器的速度v1=a*t2=12m/s   飞行器失去升力后的加速度为a'=(mg+f)/m   =12m/s^2   这时,飞行器做匀减速运动,当速度为0时达到最大高度   匀减速的位移为h2=V1^2/(2*a')=6m   在t2时间内的位移为h1=1/2*a*t1^2=36m   所以,最大高度为H'=h1+h2=42m   3)为了使飞行器不致坠落到地面,就是说当飞行器下落到地面时的(向下的)速度不能大于0.   显然,临界速度就是等于0.   设从开始下落到恢复升力的最长时间为t3   显然在t3时间内物体是向下做匀加速运动(初速度为0).物体的加速度为a1=(mg-f)/m=8m/s^2   这个过程的末速度V2=a1*t3=8*t3   这个过程的位移为x1=1/2*a1*t3^2=4*t3^2   当飞行器恢复升力后的加速度为a2   a2=(F+f-mg)/m(注意这时阻力的方向是向上的)   =6m/s^2方向向上   就是说恢复升力后飞行器向下做匀减速运动   显然,这个匀减速过程的位移x2=42m(参考第二问)—x1   根据运动学公式有:   x2=V2^2/(2*a2)   就是说,   42-4*t3^2=16*t3^2/3   解出,t3=√4.5s
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