题目内容
如图所示,航空母舰上的起飞跑道由长度为l1=1.6×102 m 的水平跑道和长度为l2 = 20 m的倾斜跑道两部分组成。水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h = 4.0 m。一架质量为m = 2.0×104 kg的飞机,其喷气发动机的推力大小恒为F = 1.2×105 N,方向与速度方向相同,在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的0.1倍。假设航母处于静止状态,飞机质量视为不变并可看成质点,取g = 10 m/s2。
(1)求飞机在水平跑道运动的时间
(2)到达倾斜跑道末端时的速度大小;
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(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a1、末速度大小为v1,运动时间为t1,有
① (1分)
② (1分)
③ (1分)
注意到
,代入已知数据可得a1 = 5.0 m/s2,v1 = 40 m/s,t1 = 8.0 s (2分)
(2) 飞机在倾斜跑道上运动时,沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用,设沿斜面方向的加速度大小为a2、末速度大小为v2,沿斜面方向有
⑤ (1分)
⑥ (1分)
⑦ (1分)
注意到v1 = 40 m/s ,代入已知数据可得 a2 = 3.0 m/s2,
⑧ (2分)