Question

【题目】航空母舰甲板上，需蒸汽弹射器辅助战斗机的起飞，它的过程简化如图所示，高温高压的蒸汽逬入弾射汽缸后通过牵引器在短距离s内对飞机做功，使飞机达到起飞速度，某蒸汽弹射器每弹射一次对飞机做功9×107J，所用时间为 4.5s，s=50m；

(1)在弹射飞机时，高温高压气体推动活塞快速向前运动，在此过程中，_____能转化为_____能；飞机起飞后，气缸内气体的温度将_____；

(2)若使飞机更易起飞，应_____（选填“顺风”或“逆风”）弹射；

(3)飞机弾射起飞过程中的平均速度是多少？_____

(4)该蒸汽弹射器对飞机做功的功率是多少？_____

(5)蒸汽弹射器通过牵引器对飞机的平均作用力多大？_____

Answer 1

【答案】内 机械 降低 逆风 11.1m/s 2×107W 1.8×106N

【解析】

(1)[1][2]弹射器是利用蒸汽的内能对外做功，因此在此过程中，弹射器将蒸汽的内能转化为飞机的机械能。

[3]飞机起飞后，由于汽缸内气体的对外做功，所用气体的内能减小，温度将降低。

(2)[4]逆风弹射使飞机更易起飞，因为飞机逆风起飞时，飞机相对于空气有一个较大的相对速度，从而获得足够的升力。

(3) [5]s=50m，所用时间为 4.5s，根据公式

平均速度是11.1m/s。

(4)[6]蒸汽弹射器的对飞机做功的功率

则蒸汽弹射器的对飞机做功的功率是2×107W。

(5)[7]由可得

蒸汽弹射器通过牵引器对飞机的平均作用力是1.8×106N。

答：(1)在弹射飞机时，高温高压气体推动活塞快速向前运动，在此过程中，内能转化为机械能；飞机起飞后，气缸内气体的温度将降低。

(2)若使飞机更易起飞，应逆风弹射。

(3)飞机弾射起飞过程中的平均速度是11.1m/s。

(4)该蒸汽弹射器对飞机做功的功率是2×107W。

(5)蒸汽弹射器通过牵引器对飞机的平均作用力是1.8×106N。