在科技节上,夏老师带队的科技小组研究展示了“水火箭”、遥控直升机和一款无人机飞行器的性能,受到广大师生欢迎。
探究展示一:“水火箭”的运动
(1)(多选)科技小组利用饮料瓶制作的“水火箭”如图甲所示,其发射原理是通过打气使瓶内空气压力增大,当瓶口与橡皮塞脱离时,瓶内水向后喷出,水火箭获得推力向上射出。图乙是某次竖直发射时测绘的水火箭速度v与时间t的图像,其中t0时刻为“水火箭”起飞时刻,DE段是斜率绝对值为g的直线,忽略空气阻力。关于“水火箭”的运动,下列说法正确的是 ACAC。

A.在t1、t2、t3、t4时刻中,t1时刻加速度最大
B.“水火箭”在t2时刻达到最高点
C.在t3时刻失去推力
D.t3~t4时间内“水火箭”做自由落体运动
(2)由“水火箭”刚开始升空时,加速度可达23m/s2,小科同学得出火箭的速度在1s时间内不一定增加了23m/s。他的判断是正确的,小科同学的理由是:23m/s2为瞬时加速度,大于平均加速度23m/s2为瞬时加速度,大于平均加速度。
探究展示二:遥控直升机飞行性能
(3)如图1所示的A、B两架遥控直升机在某一高度向右飞行。根据图中信息判断直升机 AA(选填“A”或“B”)在加速前进,说明理由 直升机A受空气的作用力斜向右上,与重力的合力应水平向右;直升机B受空气的作用力斜向左上,与重力的合力方向应水平向左,因此直升机A向右加速飞行直升机A受空气的作用力斜向右上,与重力的合力应水平向右;直升机B受空气的作用力斜向左上,与重力的合力方向应水平向左,因此直升机A向右加速飞行。
探究展示三:无人机的飞行性能
(4)科技节当日阳光明媚,无风。无人机空载时,沿着与地面成30°的方向斜向上匀加速直线起飞,刚起飞的第1s内飞行了5m。已知无人机的质量为3kg。g取10m/s2。
①该无人机第2秒末的速度可达到多少?
②分析空气对无人机的作用力的大小和方向。
(5)该小组将无人机进行载重表演,如图3所示,质量为m的无人机用轻绳吊起质量也为m的包裹,并从悬停状态开始水平飞行,他们测量出绳偏离竖直方向的夹角始终为θ,重力加速度为g,不计空气阻力,请分析解决无人机水平飞行过程中下列问题。
①判断此时无人机的运动状态;
②该包裹的加速度;
③轻绳对包裹的拉力大小。
(6)为表演飞行稳定性,如图4所示,两架无人机用轻绳OM、ON一起提升重为G的小球,两无人机处于悬停状态且空间处于同一水平面。轻绳OM、ON与竖直方向夹角分别为α、β(α>β)。用F1、F2分别表示OM、ON的拉力,则 DD。
A.F1竖直分力大于F2的竖直分力
B.F1的竖直分力等于F2的竖直分力
C.F1的水平分力大于F2的水平分力
D.F1的水平分力等于F2的水平分力
(7)在飞行稳定性表演中,对轻绳的选择有一定要求,请根据第(6)题的信息,计算轻绳OM中的拉力F1的大小。
【答案】AC;23m/s2为瞬时加速度,大于平均加速度;A;直升机A受空气的作用力斜向右上,与重力的合力应水平向右;直升机B受空气的作用力斜向左上,与重力的合力方向应水平向左,因此直升机A向右加速飞行;D
【解答】
【点评】
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