Question

【题目】飞机若仅依靠自身喷气式发动机产生的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=180 m，其中电磁弹射器是一种长度为l1=120 m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，其喷飞式发动机可以提供恒定的推力F推=1.2×105N．假设飞机整个过程所受的平均阻力为飞机重力的0.2倍．飞机离舰起飞的速度v=100 m/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(计算结果均保留二位有效数字)：

(1)飞机离开电磁弹射区后的加速度大小

(2)电磁弹射器的牵引力F牵的大小

(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

Answer 1

【答案】(1) (2) 7.1×105N (3)J

【解析】

（1）在电磁弹射区外，由牛顿第二定律得：

解得

（2）由动能定理得：

解得F牵=7.1×105N

（3）电磁弹射器对飞机做的功为J

则其消耗的能量J