题目内容
中国第一艘航空母舰“辽宁舰”交付海军后，于2012年10月12日清晨6时左右驶离大连港，进行了为期约20天的航行测试．随着科技发展，未来的航空母舰上将安装电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离，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，该电机可从头至尾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．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．已知飞机可看作质量恒定的质点，离舰起飞速度v=120m/s，航母处于静止状态，求：（结果均保留两位有效数字，g=10m/s2）（1）飞机在后一阶段的加速度大小；
（2）飞机在电磁弹射区的加速度大小和电磁弹射器的牵引力F牵的大小．
分析：（1）飞机在后一阶段，在发动机的推力F推和阻力的作用下匀加速运动，根据牛顿第二定律求解加速度大小；
（2）飞机经历了两个加速度不同的匀加速运动过程，先根据运动学列式求出后一阶段匀加速运动的初速度，即为前一阶段匀加速运动的末速度，再由运动学公式求前一阶段的加速度，最后由牛顿第二定律求牵引力F牵．
（2）飞机经历了两个加速度不同的匀加速运动过程，先根据运动学列式求出后一阶段匀加速运动的初速度，即为前一阶段匀加速运动的末速度，再由运动学公式求前一阶段的加速度，最后由牛顿第二定律求牵引力F牵．
解答：解：（1）令后一阶段的加速度大小为a2，平均阻力为f2=0.2mg，根据牛顿第二定律得
F推-f2=ma2，
将F推=1.2×105N，m=2.0×104kg代入解得，a2=4m/s2．
（2）令飞机在电磁弹射区的加速度大小为a1，末速度为v1．平均阻力为f1=0.05mg，
则由运动学公式得：
=2a1l1，v2-
=2a2(l-l1)
联立上两式解得，a1=58m/s2．
由F牵+F推-f1=ma1，解得，F牵=1.05×106N
答：
（1）飞机在后一阶段的加速度大小为4m/s2；
（2）飞机在电磁弹射区的加速度大小为58m/s2，电磁弹射器的牵引力F牵的大小为1.05×106N．
F推-f2=ma2，
将F推=1.2×105N，m=2.0×104kg代入解得，a2=4m/s2．
（2）令飞机在电磁弹射区的加速度大小为a1，末速度为v1．平均阻力为f1=0.05mg，
则由运动学公式得：
| v | 2 1 |
| v | 2 1 |
联立上两式解得，a1=58m/s2．
由F牵+F推-f1=ma1，解得，F牵=1.05×106N
答：
（1）飞机在后一阶段的加速度大小为4m/s2；
（2）飞机在电磁弹射区的加速度大小为58m/s2，电磁弹射器的牵引力F牵的大小为1.05×106N．
点评：本题是牛顿运动定律和运动学规律的结合，是动力学的基本问题，关键是求解加速度．
练习册系列答案
相关题目
9月25日，中国第一艘辽宁号航空母舰正式交付海军，又已12月8日，歼-15舰载战机在航母上成功起降．设歼-15舰载战机在航空母舰的跑道上加速时，发动机产生的最大加速度为a=5m/s2，所需的起飞速度为v=50m/s，试通过计算歼-15战机在航母甲板上从静止开始要滑行多长距离才能飞起？从计算结果说明，要使歼-15战机能在短距离内起飞，请你至少提出一条对航母改进的设想．
中国“辽宁号”航空母舰是中国人民解放军海军的第一艘航空母舰.2012年9月25日，该舰正式加入中国海军序列.11月25日，歼-15舰载机在航母上成功起降，为中国航母战斗力的形成迈出了极为关键的一步．歼-15舰载机是我国自行设计研制的首型舰载多用途战斗机，具有完全的自主知识产权．航空母舰上的起飞跑道可以简化为如图所示的情境，假设航空母舰上的起飞跑道由长度为l1=1.6×102m的水平跑道和长度为l2=20m的倾斜跑道两部分组成．水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h=4.0m．舰载机质量为m=2.0×104kg，其发动机的推力大小恒为F=1.2×105N，方向与速度方向相同，在运动过程中舰载机受到的平均阻力大小为舰载机重力的0.1倍．假设航母处于静止状态，舰载机质量视为不变并可看成质点，取g=10m/s2．
中国第一艘航空母舰“辽宁舰”交付海军后，于2012年10月12日清晨6时左右驶离大连港，进行了为期约20天的航行测试．随着科技发展，未来的航空母舰上将安装电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离，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，该电机可从头至尾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．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．已知飞机可看作质量恒定的质点，离舰起飞速度v=120m/s，航母处于静止状态，求：（结果均保留两位有效数字，g=10m/s2）
中国第一艘航空母舰“辽宁舰”交付海军后，于2012年10月12日清晨6时左右驶离大连港，进行了为期约20天的航行测试．随着科技发展，未来的航空母舰上将安装电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离，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，该电机可从头至尾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．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．已知飞机可看作质量恒定的质点，离舰起飞速度v=120m/s，航母处于静止状态，求：（结果均保留两位有效数字，g=10m/s2）