Question

【题目】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。飞机在起飞过程受到平均阻力为飞机重力的 0.2倍.可将飞机看做质量恒定的质点，离舰起飞速度v=120m/s，假设航母始终处于静止状态。g取 10m/s2,求：

（1）飞机在离开电磁弹射区到起飞前的这一阶段的加速度的大小；

（2）飞机在电磁弹射区电磁弹射器的牵引力 F牵的大小。

Answer 1

【答案】(1) 4.0m/s2 (2) 1.08×106N

【解析】

(1) 飞机在离开电磁弹射区到起飞前的这一阶段的加速度大小为a2，平均阻力为

f=0.2mg

根据牛顿第二定律得

F推-f=ma2

代入解得

a2=4.0m/s2

(2) 令飞机在电磁弹射区的加速度大小为a1，末速度为v1，则由运动学公式得：

，

联立上两式解得，

a1=58m/s2

由

F牵+F推-f=ma1

解得

F牵=1.08×106N