题目内容

11.如图地效飞行器是一种可以低空高速飞行的飞机,它能停在水面或地面上,某型号飞行器的总质量为1.0×103t,总体积5×103m3,最大飞行速度为720km/h,以最大速度飞行时的运输效率为25,运输效率是指飞行器飞行时的总重与发动机推力的比值.(g取10N/kg).
(1)飞行器停在水平地面上时,对地面压力大小为1.0×107N.
(2)飞行器飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速大.
(3)飞行器在长江水面上静止时,有五分之四的体积露出水面,则物体受到的浮力是1.0×107N;若静止在黄海海面上,则飞行器受到的浮力将不变(变大/变小/不变).当涨潮时俗话说“水涨船高”中的“船高”是以水底为参照物的.
(4)油箱中汽油的质量为30t,完全燃烧放出的热量为1.38×1012J.(汽油的热值为4.6×107J/kg)
(5)飞行器以最大速度飞行1440km,需要2h,发动机推力的功率为8×107W(可以认为飞行器的总重不变).

分析 (1)放在水平地面上的物体,对地面的压力等于其重力,根据公式G=mg计算;
(2)等质量的空气在相同的时间内同时通过机翼的上表面和下表面,由于上表面弯曲,机翼上方气流的截面面积大,所以机翼上方的流速就大于机翼前方的流速;
(3)知道物体重力,根据漂浮条件求物体受到的浮力;
判断物体的运动和静止,首先选择一个参照物,被研究的物体和参照物之间如果发生位置的变化,被研究的物体是运动的.否则是静止的;
(4)根据燃料完全燃烧放出热量公式Q放=mq计算汽油完全燃烧所放出的热量;
(5)根据速度公式v=$\frac{s}{t}$计算出飞行器飞行的时间;根据题意计算出发动机的推力,再根据公式P=$\frac{W}{t}$、v=$\frac{s}{t}$的推导公式P=Fv计算发动机做功的功率.

解答 解:(1)飞行器的总质量为1.0×103t=1.0×106kg,
根据公式G=mg得,飞机对地面的压力F=G=mg=1.0×106kg×10N/kg=1.0×107N;
(2)飞行器飞行时,机翼上方气流比下方气流的流速大,流速快气压小,机翼下方的压强大于上方的压强,所以获得向上的升力;
(3)因静止时物体有四分之一的体积露出水面,即物体处于漂浮状态,
所以,物体受到的浮力F浮=G=1.0×107N;
若静止在黄海海面上,物体仍处于漂浮状态,则飞行器受到的浮力与重力相等,而飞行器的重力不变,所以飞行器受到的浮力也不变;
“水涨船高”中被研究的物体是船,船高说明船在运动,以水底为参照物,船和水底之间发生了位置的改变.
(4)m汽油=30t=30000kg,
汽油完全燃烧所放出的热量:
Q放=m汽油q=30000kg×4.6×107J/kg=1.38×1012J;
(5)由v=$\frac{s}{t}$得,
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1440km}{720km/h}$=2h;
因为最大速度飞行时的运输效率为25,
所以飞行器的发动机的推力F=$\frac{G}{25}$=$\frac{1.0×1{0}^{7}N}{25}$=4×105N,
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得发动机推力的功率:
P=Fv=4×105N×720×$\frac{1}{3.6}$m/s=8×107W.
故答案为:(1)1.0×107;(2)大;(3)1.0×107;不变;水底;(4)1.38×1012;(5)2;8×107.

点评 本题是力学的综合,考查重力的计算、流体的压强、热量的计算、浮力的计算和参照物的选择等,知识点较多,但难度不大,解题的关键是能够灵活利用所学公式.

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