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第09讲牛顿运动定律的理解及基本应用(专项训练)(湖南通用)(学生版)_04-物理-高考总复习_一轮复习_2026年-物理高考一轮复习_2026年高考物理一轮课件+讲义+练习(湖南专用)-G331

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第09 讲  牛顿运动定律的理解及基本应用
目录
01 课标达标练
题型01 牛顿运动定律的理解
题型02 超重与失重
 题型03 动力学的图像问题
 题型04   动力学的基本问题
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 牛顿运动定律的理解
1.(2025·天津南开·一模)如图所示,缆车车厢通过悬臂固定在缆绳上,车厢连同悬臂的质量
为M,车厢水平底板放置一质量为m 的货物。某段时间内,在缆绳牵引下货物随车厢一
起斜向上做加速度为a 的匀加速直线运动。已知悬臂和车厢始终处于竖直方向,重力加
速度为
,缆绳的倾角为
,则在这段时间内(  )
A.车厢对货物的支持力大小为masin
1
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B.车厢对货物的摩擦力大小为macos
C.缆绳对悬臂和车厢的作用力大小大于
D.缆绳对悬臂和车厢的作用力方向与水平方向的夹角大于θ
2.(2025·安徽·一模)如图所示,图(1)、图(2)是一辆质量为m 的公共汽车启动过程中
和
两个时刻的照片。
到
时间内汽车的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动。
图(3)是此过程中车内横杆上悬挂的拉手经放大后的图片。m、
、
、
均为已知量,
重力加速度大小为 g。根据上述信息并结合图片,可以得出的物理量有(  )
A.公共汽车车身的大致长度
B.公共汽车所受牵引力的冲量大小
C.
到
时间内公共汽车的平均速率
D.
到
时间内合外力对公共汽车做的功
4.人在处于一定运动状态的车厢内竖直向上跳起,下列分析人的运动情况的选项中正确的是(  )
A.只有当车厢处于静止状态,人才会落回跳起点
B.若车厢沿直线水平匀速前进,人将落在跳起点的后方
C.若车厢沿直线水平加速前进,人将落在跳起点的后方
D.若车厢沿直线水平减速前进,人将落在跳起点的后方
5.(2025·甘肃兰州·一模)在东汉王充所著的《论衡•状留篇》中提到“是故湍濑之流,沙石转而大石不
移。何者?大石重而沙石轻也。”从物理学的角度对文中所描述现象的解释,下列说法正确的是(    )
A.水冲沙石,沙石才能运动,因为力是产生运动的原因
B.“沙石转而大石不移”是因为物体运动状态改变的难易程度与质量有关
2
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C.只有在水的持续冲力作用下沙石才能一直运动,是因为运动需要力来维持
D.“大石不移”是因为大石受到的阻力大于水的冲力
6.(2025·福建·一模)工人师傅巧妙地利用载重货箱下行的动力拉起上行的空载货箱,既解决
了载重货箱下行过快的问题,又减轻了搬运空载货箱上行的劳动强度,其装置简化为如
图所示,在倾角为
的斜坡上,一总质量为15kg 的载重货箱,通过轻绳绕过轻质光滑
定滑轮与质量为5kg 的空载货箱相连,轻绳与斜面平行。当载重货箱下行时,能够拖动空
载货箱上行,已知两货箱与斜坡间的动摩擦因数均为0.25,重力加速度g 取
,
,
,则当载重货箱下行时,加速度大小为      
 
        
 
  
,轻绳的拉力大小为          N。
02 超重与失重问题
7.(2025·湖南衡阳·一模)某测试员应用无人机搭载的加速度传感器进行飞行测试。图甲为在测试软件中设
定的x、y、z 轴的正方向,其中z 轴沿竖直方向,无人机开始时沿y 轴正方向匀速飞行,0 时刻起该同学进
行变速操作,软件生成了图乙中三个维度的
(加速度-时间)图像,可以推断
的时间内无人机
(  )
3
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A.沿x 轴方向一直加速
B.沿y 轴方向一直加速
C.沿z 轴方向加速上升
D.处于失重状态
8.(2025·湖北·一模)智能手机里一般都装有加速度传感器。打开手机加速度传感器软件,手托着手机在
竖直方向上运动,通过软件得到加速度随时间变化的图像如图所示,以竖直向上为正方向,重力加速度为
g。下列说法正确的是(  )
A.t₁ 时刻手机处于完全失重状态
B.t₂ 时刻手机开始向上运动
C.t₃ 时刻手机达到最大速度
D.手机始终没有脱离手掌
9.(2025·新疆·三模)小明站在水平放置于电梯内的电子秤上,电梯静止时电子秤的示数为
500N。电梯从t=0 时由静止开始运动,t=18s 时静止,电子秤的示数F 随时间t 变化的图
像如图所示。下列说法正确的是(  )
4
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A.电梯处于上升状态
B.电梯减速阶段的加速度大小为
C.16s~18s,电子秤的示数为600N
D.0~18s,电梯运行的总位移为30m
03  动力学图像问题
10.(2025·河北·三模)某游泳运动员在
时间内运动的
图像如图所示。关于该运动员,下列说法
正确的是(  )
A.在
内所受的合力一直不为0
B.在
内的位移大小为
C.在
内一定处于超重状态
D.在
内的位移大小为
11.质量为1500kg 的汽车在平直公路上运动,
图像如图所示,由此可求(  )
A.
内汽车的平均速度为
B.
内汽车的加速度为
C.
内汽车所受的合外力为3000N
D.
内合外力对汽车所做的功为
12.质量为m 的物块静止在动摩擦因数为µ 的水平地面上,0~3s 内所受水平拉力与时间的关系如图甲所示,
0~2s 内加速度图像如图乙所示。重力加速度g=10m/s2,由图可知(  )
5
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A.m=1kg,µ=0.2
B.m=1kg,µ=0.1
C.m=2kg,µ=0.2
D.m=2kg,µ=0.1
13.(2025·广东茂名·一模)如图所示,质量为M 的滑块A 出静止开始从倾角为
的固
定斜面上滑下,下滑
时间后与另一个质量同为M 的静止拴在轻质弹簧上端的滑块B 发
生碰撞(碰撞时间极短),且碰撞后A、B 黏在一起。已知A、B 初始位置的竖直高度差
为
。以滑块A 出发点为原点,取沿斜面向下为正方向,滑块A 的位移为x,运动的速度
为v,加速度为a,运动时间为t,忽略空气阻力、两滑块与斜面摩擦力,两滑块可看作质
点,弹簧在弹性限度内。关于滑块A 从出发到运动到最低点的过程中,以下图像可能正
确的是(  )
A.
B.
6
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C.
D.
03  动力学基本问题
14.(2025·河南三门峡·一模)乒乓球是一种世界流行的球类体育项目,如图所示,装满乒乓球的纸箱沿着
倾角为θ 的粗糙斜面下滑,在箱子正中央夹有一个质量为m 的乒乓球,下列说法正确的是(  )
A.若纸箱向下做匀速直线运动,周围的乒乓球对该乒乓球的作用力可能为
B.若纸箱向下做匀速直线运动,周围的乒乓球对该乒乓球的作用力可能为
C.若纸箱向下做加速运动,周围的乒乓球对该乒乓球的作用力可能为
D.若纸箱向下做加速运动,周围的乒乓球对该乒乓球的作用力可能为
15.(2025·辽宁·一模)以相同的初速度将A、B 两物体同时竖直向上抛出,物体A 所受空气阻
力可忽略,物体B 所受空气阻力大小与物体速率成正比,用
和
分别表示两物体上升至
最高点所需要的时间,则
和
的大小关系为(  )
A.
B.
C.
D.无法比较
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16.(2025·河北秦皇岛·一模)一个质量为
的乒乓球,以
的初速度水平向
北抛出,此时正好有风,风力水平向西,俯视图如图所示,已知重力加速度为
,
乒乓球受到的水平风力大小恒为
。乒乓球在空中运动
过程中,下列说法正确
的是(  )
A.乒乓球做变加速曲线运动
B.乒乓球的加速度大小为
C.乒乓球向北运动的位移大小为
D.乒乓球下落高度为
17.(2025·山东潍坊·三模)如图所示,某工厂设计了改变传送方向的传输装置,由倾角
表面粗糙的固定斜槽和水平传送带组成,斜槽与传送带垂直,末端与传送带在同一
水平面上且无缝对接。按照设计要求,传送带以
恒定速度向前方运动,现将可视
为质点的物块,从斜槽顶点
处无初速度释放,物块通过斜槽底端衔接处速度大小不变,物
块在传送带中线位置最终相对传送带静止。已知斜槽高度
,物块与斜槽间的动摩擦
因数
,物块与传送带间的动摩擦因数
,重力加速度
,
,
。求:
8
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(1)物体在斜槽上运动的时间;
(2)水平传送带宽度
。
1.(2025·河南·一模)如图所示,汽车车厢里载着两材质不同的建材A、B 正在平直公路上匀速向前行驶,
A、B 靠在一起,已知A、B 的质量相等,与车厢底面间的动摩擦因数分别为
、
。
时刻
汽车开始加速向前行驶,若其加速度的大小随时间的变化规律为
,重力加速度
,设
最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是(  )
A.
时,A、B 之间开始有弹力
B.
后,A 受到的摩擦力大小不变
C.从
到
内,A、B 间的弹力逐渐增大
D.
时,A、B 开始相对车厢滑动
2.(2025·新疆·一模)如图所示,某同学将质量不等的纸盒A、B 从距地
处静止释
放,分别测得下落时间并将实验结果记录在表中。之后他将两盒用轻绳相连,依旧从同一
高度H 处静止释放。以上下落过程中纸盒A、B 均不发生形变和旋转,且各自所受空气阻
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力大小均不变。下列说法正确的是(  )
质量/kg
下落时间/s
纸盒A
0.037
0.90
纸盒B
0.110
0.70
A.纸盒A 下落过程所受阻力较大
B.纸盒B 下落过程所受阻力较大
C.两盒相连后,纸盒B 下落的时间小于0.70s
D.两盒相连后,下落过程中绳上的拉力小于纸盒B 的重力
3.某种海鸟可以像标枪一样一头扎入水中捕鱼,假设其在空中的俯冲看作自由落体运动,进入水中后可
以看作匀减速直线运动,其
图像如图所示,自由落体运动的时间为
,整个过程的运动时间为
,最
大速度为
,重力加速度g 取
,下列说法正确的是(  )
A.
B.整个过程中,鸟下落的高度为3m
C.
至
时间内,鸟的加速度大小为
D.
至
时间内,鸟所受的阻力是重力的1.5 倍
4.将一个质量为m 的小球以初速度v0竖直向上抛出,已知小球经时间t 上升到最高点,再经一段时间匀速
经过抛出点时,速度大小为v1。已知空气阻力大小与小球速度大小成正比,重力加速度为g,则下列判断
正确的是(    )
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A.小球运动到最高点时处于平衡状态
B.小球运动的最大加速度大小为
C.上升过程中空气阻力的冲量大小等于下降过程中空气阻力的冲量大小
D.小球由最高点回到抛出点的时间小于t
5.一大学生为备战2023 年成都大运会跳高项目,在进行摸高跳训练时,为监测腿部肌肉力量的变化,某
次运动员站在接有压力传感器的水平训练台上完成下蹲、起跳和回落动作,甲图中的小黑点表示人的重心,
乙图是训练台所受压力随时间变化的图像,图中ab、bc、cd 可视为直线。取重力加速度
,下列
说法中正确的是(  )
A.乙图中cd 段表示运动员一直处于失重状态
B.运动员跳离训练台后,重心上升的最大高度约
C.乙图中bcd 段,运动员对训练台的冲量大小为
D.整个过程中,运动员加速度的最大值为22.5m/s2
6.(2025·辽宁沈阳·模拟预测)如图甲,一物块在
时刻滑上一足够长的固定斜面,其运动的
图像
如图乙所示,若重力加速度
,则(  )
A.物块向上运动的位移为
B.斜面的倾角
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C.物块的质量
D.物块与斜面间的动摩擦因数
7.(如图甲所示,平行于倾角为
固定斜面向上的拉力
使小物块沿斜面向上运动,运动过程中加速
与
的关系如图乙。图线的斜率为
,与
轴交点坐标为,与
轴交点为
。由图可知(    )
A.小物块的质量对
B.小物块的质量为
C.摩擦力与重力沿斜面的分力大小之和为
D.摩擦力与重力沿斜面的分力大小之和为
8.(2025·云南红河·二模)如图所示为某种运载无人机,它是一种能够低空运载的遥控飞行器,其动力系统
所能提供的最大升力
,一架总质量
的无人机在地面上从静止开始,以最大升力竖直
向上起飞。
时离地面的高度为200m,运动过程中所受空气阻力大小恒定,g 取
。
(1)求运动过程中所受空气阻力大小;
(2)假设无人机竖直向上起飞5s 后关闭动力系统,求无人机距地面的最大高度。
9.(2025·新疆乌鲁木齐·一模)如图所示,A,B 为某滑雪场的一条长直滑道上的两点,滑道
的倾角
,A、B 两点间的长度
。一质量
的滑雪者(含装备)从
A 点由静止开始下滑到B 点的过程中,其位移x 随滑行时间t 的变化关系为
(各物
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理量均为国际单位),已知
,重力加速度
取
。求
(1)滑雪者下滑到B 点时速度的大小
;
(2)滑雪者下滑过程中受到的阻力的大小
。
10.(2025·重庆·一模)2024 年11 月12~17 日,“第十五届中国国际航空航天博览会”在珠海
国际航展中心举行。题图1 为某飞机小队表演的精彩瞬间;题图2 为其中一架飞机(可视
为质点)攀升时的示意图,
时刻,其速度大小为
、方向与水平方向的夹角为θ,经
过时间
,沿直线飞行了距离x。该过程视为匀加速直线运动,空气提供的升力始终与速
度方向垂直,飞机飞行时所受阻力大小
,其中k(已知)为定值。已知飞机总质量
为m,重力加速度为g,忽略飞行过程中的质量损失。求:
(1)该过程中,飞机飞行的加速度大小;
(2)
时刻,飞机所受牵引力的大小;
(3)该段时间
内,飞机所受牵引力的冲量。
11(2025·江西赣州·一模)近期,我国展示了一款令人惊艳的军用机器狗,将给中国陆军带来
降维打击的战斗力。在某次军事演习中,机器狗从山坡上滑下至水平面,随后跳跃过一
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障碍物,模型可简化为:如图所示,倾角为
斜面AB 与水平面BC 平滑连接,一长为
、高为
的矩形障碍物位于水平面上,距离斜面底端B 有一定的距离,
机器狗(可视为质点)从斜面顶端A 由静止下滑,滑至速度为零时未到达障碍物处,此
后机器狗斜向上跳起越过障碍物。已知斜面AB 长
,机器狗与斜面、水平面的动
摩擦因素均为
,不计空气阻力,重力加速度g 取
,
,
,求:
(1)机器狗在斜面上运动的加速度大小a 和时间t;(计算结果可用根号表示)
(2)障碍物左侧与斜面底端B 距离s 多大时,机器狗跳起的速度有最小值。
1.(2025·山东·高考真题)工人在河堤的硬质坡面上固定一垂直坡面的挡板,向坡底运送长方体建筑材料。
如图所示,坡面与水平面夹角为
,交线为PN,坡面内QN 与PN 垂直,挡板平面与坡面的交线为
MN,
。若建筑材料与坡面、挡板间的动摩擦因数均为
,重力加速度大小为g,则建
筑材料沿MN 向下匀加速滑行的加速度大小为(    )
14
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A.
B.
C.
D.
2.(2025·福建·高考真题)传送带转动的速度大小恒为1m/s,顺时针转动。两个物块A、B,A、B 用一根
轻弹簧连接,开始弹簧处于原长,A 的质量为1kg,B 的质量为2kg,A 与传送带的动摩擦因数为0.5,
B 与传送带的动摩擦因数为0.25。t=0 时,将两物块放置在传送带上,给A 一个向右的初速度
v0=2m/s,B 的速度为零,弹簧自然伸长。在t=t0时,A 与传送带第一次共速,此时弹簧弹性势能
Ep=0.75J,传送带足够长,A 可在传送带上留下痕迹,则(  )
A.在t=
时,B 的加速度大小大于A 的加速度大小
B.t=t0时,B 的速度为0.5m/s
C.t=t0时,弹簧的压缩量为0.2m
D.0﹣t0过程中,A 与传送带的痕迹小于0.05m
3.(2025·河南·高考真题)野外高空作业时,使用无人机给工人运送零件。如图,某次运送过程中的一段
时间内,无人机向左水平飞行,零件用轻绳悬挂于无人机下方,并相对于无人机静止,轻绳与竖直方
向成一定角度。忽略零件所受空气阻力,则在该段时间内(  )
A.无人机做匀速运动
B.零件所受合外力为零
C.零件的惯性逐渐变大
D.零件的重力势能保持不变
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4.(2024·广东·高考真题)如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定。木块从弹簧正上方H 高度处由静止
释放。以木块释放点为原点,取竖直向下为正方向。木块的位移为y。所受合外力为F,运动时间为t。忽
略空气阻力,弹簧在弹性限度内。关于木块从释放到第一次回到原点的过程中。其
图像或
图像
可能正确的是(  )
A.
B.
C.
D.
5.(2024·全国·高考真题)学生小组为了探究超重和失重现象,将弹簧测力计挂在电梯内,测力计下端挂
一物体。已知当地重力加速度大小为
。
(1)电梯静止时测力计示数如图所示,读数为     N(结果保留1 位小数);
(2)电梯上行时,一段时间内测力计的示数为
,则此段时间内物体处于     (填“超重”或“失
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重”)状态,电梯加速度大小为     
 (结果保留1 位小数)。
6.(2023·全国·高考真题)一同学将排球自O 点垫起,排球竖直向上运动,随后下落回到O 点。设排球
在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。则该排球(   )
A.上升时间等于下落时间
B.被垫起后瞬间的速度最大
C.达到最高点时加速度为零
D.下落过程中做匀加速运动
7.(2023·浙江·高考真题)如图所示,在考虑空气阻力的情况下,一小石子从O 点抛出沿轨迹
运动,
其中P 是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比,则小石子竖直方向分运动的加速度大小
(  )
A.O 点最大
B.P 点最大
C.Q 点最大
D.整个运动过程保持不变
8.(2023·浙江·高考真题)一位游客正在体验蹦极,绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳
台下落直到最低点过程中(  )
A.弹性势能减小
B.重力势能减小
C.机械能保持不变
D.绳一绷紧动能就开始减小
【答案】A
【详解】由于空气阻力大小与瞬时速度大小成正比,小石子在O 点时速度斜向上方,此时速度最大,空气
阻力斜向下方最大,上升过程与竖直方向夹角最小,故此时空气阻力分解在竖直方向最大,根据牛顿第二
定律可知此时竖直方向分运动的加速度最大。
故选A。
9.(多选)(2023·全国·高考真题)使甲、乙两条形磁铁隔开一段距离,静止于水平桌面上,甲的N 极正
对着乙的S 极,甲的质量大于乙的质量,两者与桌面之间的动摩擦因数相等。现同时释放甲和乙,在它们
相互接近过程中的任一时刻(  )
  
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A.甲的速度大小比乙的大
B.甲的动量大小比乙的小
C.甲的动量大小与乙的相等
D.甲和乙的动量之和不为零
10.(2023·辽宁·高考真题)某大型水陆两栖飞机具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演练中,该
飞机在水面上由静止开始匀加速直线滑行并汲水,速度达到v₁=80m/s 时离开水面,该过程滑行距离
L=1600m、汲水质量m=1.0×10⁴kg。离开水面后,飞机攀升高度h=100m 时速度达到v₂=100m/s,之后保持
水平匀速飞行,待接近目标时开始空中投水。取重力加速度g=10m/s²。求:
(1)飞机在水面滑行阶段的加速度a 的大小及滑行时间t;
(2)整个攀升阶段,飞机汲取的水的机械能增加量ΔE。
11.(2022·天津·高考真题)冰壶是冬季奥运会上非常受欢迎的体育项目。如图所示,运动员在水平冰面
上将冰壶A 推到M 点放手,此时A 的速度
,匀减速滑行
到达N 点时,队友用毛刷开
始擦A 运动前方的冰面,使A 与
间冰面的动摩擦因数减小,A 继续匀减速滑行
,与静止在P
点的冰壶B 发生正碰,碰后瞬间A、B 的速度分别为
和
。已知A、B 质量相同,
A 与
间冰面的动摩擦因数
,重力加速度
取
,运动过程中两冰壶均视为质点,A、B
碰撞时间极短。求冰壶A
(1)在N 点的速度
的大小;
(2)与
间冰面的动摩擦因数
。
12.(2022·广东·高考真题)图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的M 点由静止自由滑下,
经过水平NP 段后飞入空中,在Q 点落地。不计运动员经过N 点的机械能损失,不计摩擦力和空气阻力。
下列能表示该过程运动员速度大小v 或加速度大小a 随时间t 变化的图像是(  )
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A.
B.
C.
D.
13.(2022·浙江·高考真题)下列说法正确的是(   )
A.链球做匀速圆周运动过程中加速度不变
B.足球下落过程中惯性不随速度增大而增大
C.乒乓球被击打过程中受到的作用力大小不变
D.篮球飞行过程中受到空气阻力的方向与速度方向无关
14.(2022·辽宁·高考真题)如图所示,一小物块从长1m 的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端,
经过1s 从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ,g 取10m/s2。下列v0、μ 值可能正确的是(  )
A.v0= 2.5m/s
B.v0= 1.5m/s
C.μ = 0.28
D.μ = 0.25
15.(2022·江苏·高考真题)高铁车厢里的水平桌面上放置一本书,书与桌面间的动摩擦因数为0.4,最大
静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度
。若书不滑动,则高铁的最大加速度不超过(  )
A.
B.
C.
D.
16.(2022·湖南·高考真题)球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机,总质量为
。飞行器
飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比(即
,
为常量)。当发动机关闭时,飞行器竖
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直下落,经过一段时间后,其匀速下落的速率为
;当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动,
经过一段时间后,飞行器匀速向上的速率为
。重力加速度大小为
,不考虑空气相对于地面的流动
及飞行器质量的变化,下列说法正确的是(  )
A.发动机的最大推力为
B.当飞行器以
匀速水平飞行时,发动机推力的大小为
C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时,飞行器速率为
D.当飞行器以
的速率飞行时,其加速度大小可以达到
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