题目内容
飞机若仅依靠自身喷气式发动机推力起飞需要较长的跑道,某同学设计在航空母舰上安装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离,他的设计思想如下:如图17-9所示,航空母舰的水平跑道总长l=180 m,其中电磁弹射器是一种长度为l1=120 m的直线电机,这种直线电机从头至尾可以提供一个恒定的牵引力F牵.一架质量为m=2.0×104 kg的飞机,其喷气式发动机可以提供恒定的推力F推=1.2×105 N.考虑到飞机在起飞过程中受到的阻力与速度大小有关,假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍,在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍.飞机离舰起飞的速度v=100 m/s,航母处于静止状态,飞机可视为质量恒定的质点.请你求出(计算结果均保留两位有效数字):
![]()
图17-9
(1)飞机在后一阶段的加速度大小;
(2)电磁弹射器的牵引力F牵的大小.
解析:(1)令后一阶段飞机加速度为a2,平均阻力为f2=0.2mg,
则F推-f2=ma2,
得a2=4.0 m/s2.
(2)由动能定理:F牵l1+F推l-f1l1-f2(l-l1)=
mv2
得F牵=6.8×105 N.
答案:(1)4.0 m/s2 (2)6.8×105 N
下表是一辆电动自行车的部分技术指标,其中额定车速是指自行车满载的情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度,假设行驶过程中电能转化为机械能的效率为100%,请参考表中数据,完成下列问题:(g取10 m/s2,sin5°=0.07)
| 额定车速 | 18 km/h |
| 额定功率P | __________W |
| 百公里耗电 | 1 kW·h(3.6×106 J) |
| 整车质量 | 40 kg |
| 载重 | 80 kg |
| 爬坡能力 | >5° |
| 电池 | 36V/12 Ah |
| 充电时间 | 6~8 h |
| 续行里程 | __________km |
(1)将你计算的“额定功率”和“续行里程”填入上表中(无须写出计算过程).
(2)在行驶过程中电动自行车受到的阻力是车重(包括载重)的k倍,试推算k的大小.
(3)电动自行车在坡度为5°的坡上匀速爬坡时,车速约为多少?