动力学计算题训练3.docx

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1、动力学计算题训练31．(12分)风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力，现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室，小球孔径略大于细杆直径。（如图）（1）当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上匀速运动。这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数。（2）保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37°并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少？（sin37°＝0.6，cos37°=0.8）37°2．(12分)如图所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一个小孩沿与水平面成53°角的恒力拉着它沿

2、水平面运动，已知拉力F＝4.0N，玩具的质量m＝0.5kg，经过时间t＝2.0s，玩具移动了距离s＝4.8m，这时幼儿松开手，玩具还能运动多远？(取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)3．(12分)航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器，其质量m＝2kg，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．求飞行器所受阻力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

3、器立即失去升力．求飞行器能达到的最大高度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.动力学计算题训练3参考答案1.（1）设小球受的风力为F，小球质量为m，因小球做匀速运动，则F＝μmg，F＝0.5mg，所以μ＝0.5（2）如图所示，设杆对小球的支持力为FN，摩擦力为Ff，小球受力产生加速度，沿杆方向有Fcosθ+mgsinθ-Ff=ma垂直杆方向有FN+Fsinθ-mgcosθ=0θFNFmgFf又Ff＝μFN。可解得a=gs=at2得t＝2.解：对玩具在外力F作用下分析，由牛顿定律有：Fcos53°－μ

4、(mg－Fsin53°)＝ma1由运动学公式有s＝a1t，v1＝a1t1代入数据，由以上三式解得：a1＝2.4m/s2，v1＝4.8m/s，μ＝在撤掉外力F后：a2＝μg＝玩具还能运动距离：s2＝＝1.73m.3．解：(1)第一次飞行中，设加速度为a1，匀加速运动H＝a1t由牛顿第二定律F－mg－f＝ma1，解得f＝4N.(2)第二次飞行中，设失去升力时的速度为v1，上升的高度为s1，匀加速运动s1＝a1t.设失去升力后的加速度为a2，上升的高度为s2.由牛顿第二定律mg＋f＝ma2，又v1＝a1t2，s2＝解得h＝s1＋s2＝42m.(3)

5、设失去升力下降阶段加速度为a3；恢复升力后加速度为a4，恢复升力时速度为v3.由牛顿第二定律mg－f＝ma3，F＋f－mg＝ma4，且＋＝h，v3＝a3t3，解得t3＝(s)(或2.1s)．