Question

15．我國自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機(jī)，它具備超音速巡航、電磁隱身、超機(jī)動性、超視距攻擊等優(yōu)異性能，該飛機(jī)最大起飛質(zhì)量為37t，最大飛行高度達(dá)20000m，最大航行速度達(dá)2.5倍聲速（合3060km/h），最大載油量為10t，飛機(jī)航行時所受阻力的大小與速度的關(guān)系見下表：已知飛機(jī)發(fā)動機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是40%，飛機(jī)使用的航空燃油的熱值為5×10⁷J/kg．求：
（1）戰(zhàn)斗機(jī)在空中加油時，以加油機(jī)為參照物是靜止的．
（2）飛機(jī)發(fā)動機(jī)完全燃燒10t燃油獲得的機(jī)械能是多少？
（3）當(dāng)飛機(jī)以400m/s的速度航行時，飛機(jī)發(fā)動機(jī)的輸出功率是多少？

速度v/（m/s）	100	200	300	400	500
阻力f/N	0.3×104	1.2×104	2.7×104	4.8×104	7.5×104

Answer 1

分析 （1）在研究物體的運(yùn)動情況時，要先選取一個標(biāo)準(zhǔn)做為參照物，研究對象和參照物的位置發(fā)生了改變，就是運(yùn)動的，如果位置沒有發(fā)生改變，則是靜止的；
（2）已知燃油的質(zhì)量，根據(jù)Q=mq求出放出的熱量；
（3）根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求得飛機(jī)發(fā)動機(jī)的輸出功率是多少千瓦．

解答 解：
（1）在戰(zhàn)斗機(jī)加油過程中，以加油機(jī)為參照物，戰(zhàn)斗機(jī)相對于加油機(jī)的位置沒有發(fā)生變化，所以是靜止的；
（2）燃油的質(zhì)量：m=10t=10×10³kg=1×10⁴kg；
燃油完全燃燒放出的熱量：
Q=mq=1×10⁴kg×5×10⁷J/kg=5×10¹¹J；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，飛機(jī)以400m/s的速度巡航時，所受阻力為4.8×10⁴N，
則飛機(jī)發(fā)動機(jī)的輸出功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=4.8×10⁴N×400m/s=1.92×10⁷W=1.92×10⁴kW．
答：
（1）加油機(jī)；
（2）飛機(jī)發(fā)動機(jī)完全燃燒10t燃油獲得的能量是5×10¹¹J；
（3）當(dāng)飛機(jī)以400m/s的速度巡航時，飛機(jī)發(fā)動機(jī)的輸出功率是1.92×10⁴kW．

點(diǎn)評 新一代戰(zhàn)斗機(jī)是一項高科技的研究成果，它包含了眾多與物理學(xué)相關(guān)的知識，我們應(yīng)該學(xué)會通過分析材料找出里面所包含的物理信息，并解答相關(guān)的疑問．