题目内容
飞机若仅依靠自身喷气式发动机推力起飞需要较长的跑道，某同学设计在航空母舰上安装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离，他的设计思想如下：如图所示，航空母舰的水平跑道总长
，其中电磁弹射器是一种长度为
的直线电机，这种直线电机从头至尾可以提供一个恒定的牵引力
。一架质量为
的飞机，其喷气式发动机可以提供恒定的推力
。考虑到飞机在起飞过程中受到的阻力与速度大小有关，假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍，在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍。飞机离舰起飞的速度
，航母处于静止状态，飞机可视为质量恒定的质点。请你求出（计算结果均保留两位有效数字）。
（1）飞机在后一阶段的加速度大小；
（2）电磁弹射器的牵引力的大小；
（3）电磁弹射器输出效率可以达到
，则每弹射这样一架飞机电磁弹射器需要消耗多少能量。
【答案】
（1）
（2）
（3）
【解析】（1）令后一阶段飞机加速度为
，平均阻力为
，
则 
（2分）
得：
（2分）
(2)令电磁弹射阶段飞机加速度为
、末速度为
，平均阻力为
则 
， 
（2分）
得：
（2分）
由 
（2分）
得 （2分）
或解 由动能定理：
（6分）
得 （2分）
（3）电磁弹射器对飞机做功 
（2分）
则其消耗的能量 （2分）
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飞机若仅依靠自身喷气式发动机推力起飞需要较长的跑道，某同学设计在航空母舰上安装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离，他的设计思想如下：如图所示，航空母舰的水平跑道总长l=180m，其中电磁弹射器是一种长度为l1=120m的直线电机，这种直线电机从头至尾可以提供一个恒定的牵引力F牵．一架质量为m=2.0×104kg的飞机，其喷气式发动机可以提供恒定的推力F推=1.2×105N．考虑到飞机在起飞过程中受到的阻力与速度大小有关，假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍，在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍．飞机离舰起飞的速度v=100m/s，航母处于静止状态，飞机可视为质量恒定的质点．请你求出（计算结果均保留两位有效数字）．
，其中电磁弹射器是一种长度为
的直线电机，这种直线电机从头至尾可以提供一个恒定的牵引力
。一架质量为
的飞机，其喷气式发动机可以提供恒定的推力
。考虑到飞机在起飞过程中受到的阻力与速度大小有关，假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍，在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍。飞机离舰起飞的速度
，航母处于静止状态，飞机可视为质量恒定的质点。请你求出（计算结果均保留两位有效数字）。
，则每弹射这样一架飞机电磁弹射器需要消耗多少能量。
，其中电磁弹射器是一种长度为
的直线电机，这种直线电机从头至尾可以提供一个恒定的牵引力
。一架质量为
的飞机，其喷气式发动机可以提供恒定的推力
。考虑到飞机在起飞过程中受到的阻力与速度大小有关，假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍，在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍。飞机离舰起飞的速度
，航母处于静止状态，飞机可视为质量恒定的质点。请你求出（计算结果均保留两位有效数字）。
，则每弹射这样一架飞机电磁弹射器需要消耗多少能量。