Question

6．国产航空母装有蒸汽弹射器辅助战斗机的起飞，它的过程可简化为如图，高温高压的蒸汽进入弹射汽缸后通过牵引器在短距离s内对飞机做功，使飞机达到起飞速度，某蒸汽弹射器每弹射一次对飞机做功9×10⁷J，所用时间4.5s，s=50m；求

（1）该蒸汽弹射器的对飞机做功的功率是多少？
（2）蒸汽弹射器通过牵引器对飞机的平均作用力多大？
（3）若使飞机更易起飞，应该逆风还是顺风弹射？

Answer 1

分析 （1）知道功的大小和做功时间，利用P=$\frac{W}{t}$求蒸汽弹射器的对飞机做功的功率；
（2）知道功的大小和距离，利用W=Fs求蒸汽弹射器通过牵引器对飞机的平均作用力；
（3）飞机的机翼通常都做成上面凸起，下面平直的形状．这样，当飞机起飞时，流过机翼上方的空气流速大，压强小，流过机翼下方的空气流速小，压强大．机翼上下方所受到的压力差便形成向上的升力．

解答 解：
（1）蒸汽弹射器的对飞机做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{9×1{0}^{7}J}{4.5s}$=2×10⁷W；
（2）由W=Fs可得，蒸汽弹射器通过牵引器对飞机的平均作用力：
F=$\frac{W}{s}$=$\frac{9×1{0}^{7}J}{50m}$=1.8×10⁶N；
（3）逆风弹射使飞机更易起飞，因为飞机逆风起飞时，飞机相对于空气有一个较大的相对速度，从而获得足够的升力．
答：（1）该蒸汽弹射器的对飞机做功的功率是2×10⁷W；
（2）蒸汽弹射器通过牵引器对飞机的平均作用力为1.8×10⁶N；
（3）若使飞机更易起飞，应该逆风弹射．

点评 本题考查了功的公式、功率公式的应用以及流体压强与流速的关系，易错点在第三问，明确飞机升力产生的原理是关键．