Question

15．我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×10⁷J/kg．求：
（1）战斗机在空中加油时，以加油机为参照物是静止的．
（2）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的机械能是多少？
（3）当飞机以400m/s的速度航行时，飞机发动机的输出功率是多少？

速度v/（m/s）	100	200	300	400	500
阻力f/N	0.3×104	1.2×104	2.7×104	4.8×104	7.5×104

Answer 1

分析 （1）在研究物体的运动情况时，要先选取一个标准做为参照物，研究对象和参照物的位置发生了改变，就是运动的，如果位置没有发生改变，则是静止的；
（2）已知燃油的质量，根据Q=mq求出放出的热量；
（3）根据表中提供的数据，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求得飞机发动机的输出功率是多少千瓦．

解答 解：
（1）在战斗机加油过程中，以加油机为参照物，战斗机相对于加油机的位置没有发生变化，所以是静止的；
（2）燃油的质量：m=10t=10×10³kg=1×10⁴kg；
燃油完全燃烧放出的热量：
Q=mq=1×10⁴kg×5×10⁷J/kg=5×10¹¹J；
（3）由表中数据可知，飞机以400m/s的速度巡航时，所受阻力为4.8×10⁴N，
则飞机发动机的输出功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=4.8×10⁴N×400m/s=1.92×10⁷W=1.92×10⁴kW．
答：
（1）加油机；
（2）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×10¹¹J；
（3）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是1.92×10⁴kW．

点评 新一代战斗机是一项高科技的研究成果，它包含了众多与物理学相关的知识，我们应该学会通过分析材料找出里面所包含的物理信息，并解答相关的疑问．