Question

8．我國(guó)自主研制的AG600是目前世界最大的水陸兩棲飛機(jī)．AG600可在水面直接起飛，主要用于森林滅火和水上救援．空載時(shí)的總質(zhì)量為41.5噸，用于滅火時(shí)一次最多攜帶水12噸．根據(jù)以上信息，回答下列問(wèn)題：
（1）裝滿水的AG600從水面起飛至400米高空，飛機(jī)克服重力至少需要做多少功？
（2）飛機(jī)在投水滅火過(guò)程中，若保持一定高度勻速飛行，則這一過(guò)程中飛機(jī)的機(jī)械能將減�。�
（3）飛機(jī)噴灑完水，靜止漂浮在水面上時(shí)受到的浮力為多少牛？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)W=Gh=mgh可求飛機(jī)克服重力做的功；
（2）動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量、速度．質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大．重力勢(shì)能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度．質(zhì)量越大，高度越高，重力勢(shì)能越大；機(jī)械能=動(dòng)能+勢(shì)能；
（3）根據(jù)物體的浮沉條件可知，物體漂浮，浮力等于重力．

解答 解：AG600攜帶水時(shí)的總質(zhì)量：m=41.5t+12t=53.5t=5.35×10⁴kg，
上升的高度：s=400m，
總重力：G=mg=5.35×10⁴kg×10N/kg=5.35×10⁵N，
飛機(jī)克服重力至少需要做功：
W=Fs=Gs=5.35×10⁵N×400m=2.14×10⁸J；
（2）裝滿水的AG600在投水滅火過(guò)程中，在空中某一高度勻速飛行，飛機(jī)的質(zhì)量減小，速度不變，動(dòng)能減��；高度不變，飛機(jī)的重力勢(shì)能減�。伙w機(jī)在噴灑水時(shí)，沒(méi)有發(fā)生彈性形變，不具有彈性勢(shì)能，所以機(jī)械能=動(dòng)能+重力勢(shì)能，機(jī)械能減小．
（3）飛機(jī)的質(zhì)量；m_飛機(jī)=41.5t=4.15×10⁴kg，
因?yàn)槠�浮，所以F_浮=G_飛機(jī)=m_飛機(jī)g=4.15×10⁴kg×10N/kg=4.15×10⁵N．
答：（1）飛機(jī)克服重力至少需要做功2.14×10⁸J；（2）減小；（3）飛機(jī)收到的浮力為4.15×10⁵N．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查功、機(jī)械能、浮沉條件，是一道綜合題．