Question

飛機若僅依靠自身噴氣式發(fā)動機推力起飛需要較長的跑道，某同學設計在航空母艦上安裝電磁彈射器以縮短飛機起飛距離，他的設計思想如下：如圖所示，航空母艦的水平跑道總長，其中電磁彈射器是一種長度為的直線電機，這種直線電機從頭至尾可以提供一個恒定的牽引力。一架質(zhì)量為的飛機，其噴氣式發(fā)動機可以提供恒定的推力�？紤]到飛機在起飛過程中受到的阻力與速度大小有關，假設在電磁彈射階段的平均阻力為飛機重力的0.05倍，在后一階段的平均阻力為飛機重力的0.2倍。飛機離艦起飛的速度，航母處于靜止狀態(tài)，飛機可視為質(zhì)量恒定的質(zhì)點。請你求出（計算結果均保留兩位有效數(shù)字）。

（1）飛機在后一階段的加速度大小；
（2）電磁彈射器的牽引力的大�。�
（3）電磁彈射器輸出效率可以達到，則每彈射這樣一架飛機電磁彈射器需要消耗多少能量。

Answer 1

（1）（2）（3）

（1）令后一階段飛機加速度為，平均阻力為，
則            （2分）  
得：        （2分）
(2)令電磁彈射階段飛機加速度為、末速度為，平均阻力為
則    ，        （2分）   
得：   （2分）
由    （2分）         
得   （2分）
或解  由動能定理： （6分）
得   （2分）
（3）電磁彈射器對飛機做功     （2分）
則其消耗的能量       （2分）