Question

（2013河北省唐山市期末模擬）美國“肯尼迪”號(hào)航空母艦艦體長(zhǎng)318.5m，艦上有幫助飛機(jī)起飛的彈射系統(tǒng)。飛行甲板上用于飛機(jī)起飛的跑道長(zhǎng)200m，艦上搭載的戰(zhàn)機(jī)為“F/A-18”型（綽號(hào)大黃蜂）戰(zhàn)機(jī)。已知該型號(hào)戰(zhàn)機(jī)的總質(zhì)量為16噸，最小起飛速度為50m/s。該戰(zhàn)機(jī)起飛時(shí)在跑道上滑行過程中所受阻力為其重力的0.1倍，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力為8×l0⁴N。（重力加速度g=10m/s²）

求：

   （1）該戰(zhàn)機(jī)起飛時(shí)在跑道上滑行過程中的加速度；

   （2）為保證戰(zhàn)機(jī)正常起飛，彈射系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)至少做多少功：

   （3）若彈射系統(tǒng)已經(jīng)損壞，可采用什么方法使飛機(jī)在航空母艦上起飛。

Answer 1

解：（1）根據(jù)牛頓第二定律得：

………………………………………………． ⑴

利用題目中已知條件，并將F_f=0．1mg代入可解得：

a=4m/s²  ……………………………………………． ………．⑵

（2）設(shè)飛機(jī)被彈射系統(tǒng)彈出時(shí)速度為v₀，彈射系統(tǒng)對(duì)其做功為W，則：

 ………………………………………………………． …⑶

 離開彈射系統(tǒng)后做勻加速運(yùn)動(dòng)。離開地面時(shí)的速度為v_t，則：

 ………………………………………………………． ⑷

 代入數(shù)值后解得：W=7．2×10⁶J……………………………………．⑸

（3）若沒有彈射系統(tǒng)，則飛機(jī)做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)離開飛行甲板時(shí)速度為v，

則：

代入數(shù)值計(jì)算得：v=40m/s。這樣，只要讓航母沿著飛機(jī)起飛的方向，以不小于10m/s的速度前進(jìn)，就能保證飛機(jī)正常起飛。

只要能答出“航空母艦沿著飛機(jī)起飛方向以適當(dāng)?shù)乃俣冗\(yùn)動(dòng)”即可得分。

（每式2分，（3）小題3分，其它方法正確同樣得分）