题目内容
5.我国正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器.舰载机总质量为3.0×104kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105N;弹射器有效作用长度为100m,推力恒定.要求舰载机在水平弹射结束时速度达到80m/s.已知弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20%,则( )| A. | 弹射器的推力大小为1.1×106N | |
| B. | 弹射器对舰载机所做的功为1.1×108J | |
| C. | 弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107W | |
| D. | 舰载机在弹射过程中的加速度大小为32m/s2 |
分析 根据匀变速规律由速度和位移求得加速度和时间,即可由牛顿第二定律求得弹射器推力,然后根据功的定义式求得功,进而得到平均功率.
解答 解:D、舰载机在恒力作用下做初速度为零的匀加速直线运动,经过位移s=100m后的速度v=80m/s,故由匀变速规律可得加速度$a=\frac{{v}^{2}}{2s}=32m/{s}^{2}$,运动时间为$t=\frac{v}{a}=2.5s$,故D正确;
A、舰载机运动过程受发动机推力F1,弹射器推力F2,摩擦力f=0.2(F1+F2)和重力、支持力作用,那么由牛顿第二定律可得:F1+F2-f=ma,
所以,${F}_{2}=\frac{ma}{1-0.2}-{F}_{1}=1.1×1{0}^{6}N$,故A正确;
BC、由功的定义式可知:弹射器对舰载机做的功$W={F}_{2}s=1.1×1{0}^{8}J$,所以,弹射器对舰载机做功的平均功率$P=\frac{W}{t}=4.4×1{0}^{7}W$;故B正确,C错误;
故选:ABD.
点评 经典力学问题一般先对物体进行受力分析,求得合外力及运动过程做功情况,然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解.
练习册系列答案
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14.
如图,一木块放在平滑水平地面上,一颗子弹水平射入木块中,此过程中木块受到的水平阻力为f,子弹射入深度为d,木块位移为s,则此过程中( )
| A. | 木块增加的动能为fs | |
| B. | 子弹的内能增加了fd | |
| C. | 子弹和木块组成的系统机械能守恒 | |
| D. | 子弹动能的减少大于木块动能的增加 |
15.
研究表明,两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力,如图中虚线所示,分子间作用力的合力随分子间距变化的关系如图中实线所示.关于分子间的作用力和分子势能,下列说法正确的是( )
| A. | 分子间距增大,斥力减小,引力增大 | |
| B. | 由图可知,当分子间的距离为r0时分子间作用力合力为0 | |
| C. | 当分子间的距离r<r0时,减小分子间距离,分子间作用力做负功,分子势能增加 | |
| D. | 当分子间的距离r>r0时,增大分子间距离,分子间作用力做正功,分子势能减少 |