题目内容

6.在风平浪静的海面上,有一战斗机要去执行一项紧急飞行任务,而航空母舰的弹射系统出了故障,无法在短时间内修复.已知飞机在跑道上加速时,可能产生的最大加速度为5m/s2,起飞速度为50m/s,跑道长为100m,经过计算发现在这些条件下飞机根本无法安全起飞(请你计算,作出判断).航空母舰不得不在海面上沿起飞方向运动,从而使飞机获得初速度,达到安全起飞的目的,那么航空母舰行驶的速度至少为多大?

分析 根据匀变速直线运动的速度位移公式求出飞机的末速度,从而得出飞机不能起飞的原因.
抓住飞机的位移等于甲板的长度与航空母舰的位移之和,运用速度时间公式和位移时间公式列式进行求解

解答 解:根据速度位移公式得飞机的速度:$v=\sqrt{2ax}$=$\sqrt{2×5×100}$=10$\sqrt{10}$<50m/s,
所以飞机根本无法安全起飞.
设航空母舰行驶的速度至少为v0飞机在刚好可以起飞,则舰的位移为:x1=v1t   
  则飞机的位移为:x2=${x}_{1}+\frac{1}{2}a{t}^{2}$=${v}_{1}t+\frac{1}{2}a{t}^{2}$    
可得:L=${x}_{2}-{x}_{1}=\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}a(\frac{50-{v}_{1}}{a})^{2}$  
解得:${v}_{1}=50-10\sqrt{10}$   m/s
答:飞机根本无法安全起飞;要达到安全起飞的目的,航空母舰行驶的速度至少为$(50-10\sqrt{10})$m

点评 解决本题的关键要明确飞机的运动情况和已知条件,灵活选择运动学公式求解.第2小题要知道以地面为参考系,飞机加速阶段的位移不是跑道的长度,而是跑道长度加上航空母舰运行的距离之和.然后运用匀变速直线运动的公式进行求解.

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