Question

【题目】2015年4月21日，重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场。如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140km/h。假设飞机停在水平地面时轮与地面的总接触面积为0.1m2，g取10N/kg。求：

⑴飞机停在水平地面时对地面的压强大小；

⑵当飞机发动机的输出功率保持60kW，并以108 km/h的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小；

⑶若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量为多大？这些能量相当于多少升的航空燃油完全燃烧时释放的能量？航空燃油的热值取4×107J/kg，密度取0.75×103kg/m3。

Answer 1

【答案】（1）2.3×105Pa （2）2×103N (3)2.16×108J 7.2L

【解析】试题分析：（1）飞机在水平地面，对地面的压力：F=G=mg=2.3×103 kg×10N/kg=2.3×104 N；

飞机对地面的压强：p=F/S=mg/S=2.3×104N/0.1m2=2.3×105 Pa；

（2）由P=Fv得：F=P/v=60×103W/30m/s=2×103 N；

（3）由P=W/t得：W=Pt=60×103W×3600s=2.16×108J；

由Q=qm得：m=Q/q=2.16×108J/4×107J/kg=5.4kg；

由ρ=m/V得：V=m/ρ=5.4kg/0.75×103kg/m3=7.2×10-3m3 =7.2L