Question

【题目】2019年3月30日，四川省凉山彝族自治州木里县境内发生森林火灾。在此次扑火行动中，由于受风力风向突变影响，突发林火燃然，30名扑火人员英勇牺牲。为应对严重森林火灾，我国正在自主研制的大型水两栖飞机ˇ鲲龙“AG600，如图所示。该飞机蓄满水后总质量53.5t静止在地面上时与地面的接触面积约为0.625m2．在某次灭火测试中，飞机盘悬在火场上方100m处，将所蓄水分次投下，每次投水250kg用时25s到达地面：在水面滑行测试中，飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持2.5×106W（ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg）求：

（1）飞机蓄满水静止在地面上时，它对地面产生的压强；

（2）飞机蓄满水静止在水面上时排开水的体积；

（3）飞机每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率；

（4）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的牵引力。

Answer 1

【答案】（1）8.56×105Pa；（2）53.5m3；（3）1×104W；（4）2.5×105N。

【解析】

（1）飞机静止在地面上时，对地面的压力：F压＝G总＝m总g＝53.5×103kg×10N/kg＝5.35×105N，对地面产生的压强：p＝＝＝8.56×105Pa；

（2）因为飞机静止在水面上是漂浮状态，所以飞机受到的浮力：F浮＝G总＝5.35×105N，由F浮＝ρ液gV排可得排开水的体积：V排＝＝＝53.5m3；

（3）每次投下的水的重力做的功：W＝G水h＝m水gh＝250kg×10N/kg×100m＝2.5×105J；则重力做功的平均功率：P＝＝＝1×104W；

（4）飞机在水面沿直线匀速滑行时，由P＝＝＝Fv得牵引力：F＝＝＝2.5×105N。