题目内容

【题目】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。一架质量为m=20×104kg的飞机,其喷气式发动机可以提供恒定的推力F=12×105N。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005倍,在后一阶段的平均阻力为飞机重力的02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。请计算计算结果保留两位有效数字

1飞机在后一阶段的加速度大小;

2电磁弹射器的牵引力F的大小;

3电磁弹射器输出效率可以达到80%,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】140m/s2268×105N 3108J

【解析】

试题分析:1令后一阶段飞机加速度为a2,平均阻力为f2=02mg

F-f2=ma2

得:a=40m/s2

2令电磁弹射阶段飞机加速度为a1、末速度为v1,平均阻力为f1=005mg

v12=2a1l1 v2-v12=2a2l-l1

得:a1=397m/s2

F+F-f1=ma1

F=68×105N

3电磁弹射器对飞机做功

则其消耗的能量

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