题目内容

2．2015年4月21日，重达2.3吨的世界上最大的太阳能飞机“阳光动力2号”降落在南京机场．如图所示，该飞机机身和机翼均采用极轻的碳纤维材料，机翼上安装有高效太阳能电池板，能提供65kW的最大功率，该飞机的最大飞行速度为140km/h．航空燃油的热值取4～107J/kg．求：
（1）当飞机发动机的输出功率保持60kW，并以30m/s的速度水平匀速飞行时，发动机的牵引力大小：
（2）若飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量为多大？
（3）飞机发动机保持60kW的输出功率匀速飞行1h，发动机输出的能量相当于质量为多少千克的航空燃油完全燃烧时释放的能量？

分析 （1）已知飞机发动机的输出功率和速度，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv计算发动机的牵引力；
（2）利用P=$\frac{W}{t}$计算发动机输出的能量；
（3）根据Q=mq计算航空燃油的质量．

解答 解：（1）根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，发动机的牵引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{60×1{0}^{3}W}{30m/s}$=2×103N；
（2）根据P=$\frac{W}{t}$可得，发动机输出的能量：
W=Pt=60×103W×3600s=2.16×108J；
（3）由Q=mq可得，航空燃油的质量：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{2.16×1{0}^{8}J}{4×1{0}^{7}J/kg}$=5.4kg．
答：（1）发动机的牵引力为2×103N；
（2）发动机输出的能量为2.16×108J；
（3）发动机输出的能量相当于质量为5.4kg的航空燃油完全燃烧时释放的能量．

点评 此题考查功率和热量的计算，题目难度不大，属于中档题，关键是功率推导公式P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv的应用．

练习册系列答案
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