题目内容
(2013河北唐山期末).美国“肯尼迪”号航空母舰舰体长318.5m,舰上有帮助飞机起飞的弹射系统。飞行甲板上用于飞机起飞的跑道长200m,舰上搭载的战机为“F/A-18”型(绰号大黄蜂)战机。已知该型号战机的总质量为16吨,最小起飞速度为50m/s。该战机起飞时在跑道上滑行过程中所受阻力为其重力的0.1倍,发动机产生的推力为8×l04N。(重力加速度g=10m/s2)
求:
(1)该战机起飞时在跑道上滑行过程中的加速度;
(2)为保证战机正常起飞,弹射系统对飞机至少做多少功:
(3)若弹射系统已经损坏,可采用什么方法使飞机在航空母舰上起飞。
解:(1)根据牛顿第二定律得:
………………………………………………. ⑴
利用题目中已知条件,并将Ff=0.1mg代入可解得:
a=4m/s2 ……………………………………………. ……….⑵
(2)设飞机被弹射系统弹出时速度为v0,弹射系统对其做功为W,则:
………………………………………………………. …⑶
离开弹射系统后做匀加速运动。离开地面时的速度为vt,则:
………………………………………………………. ⑷
代入数值后解得:W=7.2×106J…………………………………….⑸
(3)若没有弹射系统,则飞机做初速度为零的匀加速运动,设离开飞行甲板时速度为v,
则:
代入数值计算得:v=40m/s。这样,只要让航母沿着飞机起飞的方向,以不小于10m/s的速度前进,就能保证飞机正常起飞。
只要能答出“航空母舰沿着飞机起飞方向以适当的速度运动”即可得分。
(每式2分,(3)小题3分,其它方法正确同样得分)
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