Question

2．2015年4月21日，重達2.3噸的世界上最大的太陽能飛機“陽光動力2號”降落在南京機場．如圖所示，該飛機機身和機翼均采用極輕的碳纖維材料，機翼上安裝有高效太陽能電池板，能提供65kW的最大功率，該飛機的最大飛行速度為140km/h．航空燃油的熱值取4～10⁷J/kg．求：
（1）當飛機發(fā)動機的輸出功率保持60kW，并以30m/s的速度水平勻速飛行時，發(fā)動機的牽引力大�。�
（2）若飛機發(fā)動機保持60kW的輸出功率勻速飛行1h，發(fā)動機輸出的能量為多大？
（3）飛機發(fā)動機保持60kW的輸出功率勻速飛行1h，發(fā)動機輸出的能量相當于質量為多少千克的航空燃油完全燃燒時釋放的能量？

Answer 1

分析 （1）已知飛機發(fā)動機的輸出功率和速度，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計算發(fā)動機的牽引力；
（2）利用P=$\frac{W}{t}$計算發(fā)動機輸出的能量；
（3）根據Q=mq計算航空燃油的質量．

解答 解：（1）根據P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，發(fā)動機的牽引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{60×1{0}^{3}W}{30m/s}$=2×10³N；
（2）根據P=$\frac{W}{t}$可得，發(fā)動機輸出的能量：
W=Pt=60×10³W×3600s=2.16×10⁸J；
（3）由Q=mq可得，航空燃油的質量：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{2.16×1{0}^{8}J}{4×1{0}^{7}J/kg}$=5.4kg．
答：（1）發(fā)動機的牽引力為2×10³N；
（2）發(fā)動機輸出的能量為2.16×10⁸J；
（3）發(fā)動機輸出的能量相當于質量為5.4kg的航空燃油完全燃燒時釋放的能量．

點評 此題考查功率和熱量的計算，題目難度不大，屬于中檔題，關鍵是功率推導公式P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv的應用．