Question

如图，航空母舰上的水平起飞跑道长度L=160 m。一架质量为m=2.0×10⁴kg的飞机从跑道的始端开始，在大小恒为F=1.2×10⁵N的动力作用下，飞机做匀加速直线运动，在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为F_f =2×10⁴N。飞机可视为质点，取g =10 m/s²。求：

（1）飞机在水平跑道运动的加速度大小；

（2）若航空母舰静止不动，飞机加速到跑道末端时速度大小；

（3）若航空母舰沿飞机起飞的方向以10m/s匀速运动，飞机从始端启动到跑道末端离开，这段时间内航空母舰对地位移大小。

Answer 1

（1）飞机在水平跑道上运动时，水平方向受到推力与阻力作用，设加速度大小为a，

由牛顿第二定律可得                         （2分）

代入数据得 a =5.0 m/s²                                                         （1分）

（2）由运动学公式可知                              （2分）

代入数据得飞机到达水平跑道末端时的速度大小v= 40 m/s        （1分）

（3）对于飞机，                               （2分）

对于航空母舰有，由几何关系：               （2分）

即有  ，得t=8s                                     （1分）

飞机离开航空母舰时，航空母舰的对地位移大小    （1分）