由原蘇聯(lián)建造的瓦良格號航空母艦，經我國改造重建，于2012年9月更名為遼寧號，交付中國人民解放軍海軍，成為中國第一艘現(xiàn)代航母，為建立一支強大的深藍海軍實現(xiàn)了一次大跨越。遼寧艦艦長304米，艦寬70.5米，艦首滑躍式起飛甲板仰角為14 ⁰，最高航速32節(jié)(1節(jié)約等于0.5m/s)。2012年11月25日，飛行員戴明盟駕駛我國自行研制的編號為552的殲-15艦載機在航母“遼寧艦”上成功著艦并起飛，再一次表明我國的海防力量得到進一步的提升。殲－15艦載戰(zhàn)斗機發(fā)動機的推力可達132千牛，最高速度可達2.4馬赫（1馬赫相當于330m/s）。

　 如果殲-15艦載機在航母起飛時發(fā)動機的推力為1.3×10 ⁵N，航母甲板有效滑行水平跑道長250m（不包括滑躍式甲板的長度）,飛機的總質量為2.4×10 ^4kg，飛機離艦時的速率達到50m/s, 飛機通過滑躍式起飛甲板時速度大小不變。

（1）飛機起飛時，遼寧艦靜止在海面上，飛機在甲板上起飛水平滑行時所受的阻力為多大（設阻力大小不變）？

（2）如果飛機起飛時相對艦的速率不變，遼寧艦正以20節(jié)的速率沿飛機起飛的方向航行，那么，飛機離艦時的速度方向與水平方向夾銳角的正切值為多大？（計算結果保留三位有效數(shù)字。）（sin14⁰=0.2419,cos14⁰ =0.9703.）

　　21世紀國際聯(lián)合開發(fā)月球一項大型的國際航天合作計劃重返月球將成為新的航空熱點．人類在月球上生存首先要解決呼吸與飲用水的問題．淡水和氧氣是人類生存必不可少的物質．月球上既沒有水又沒有空氣，但月球的沙土里含有很多的氧，于是科學家提出了用月球的沙土制造水和氧氣的設想．其次是月球基地建設必須保證食物供應．近幾年，科學家在空間站進行了大量的生物學試驗，先后培育了一百多種“太空植物”，實驗證明在失重條件下，植物種子的發(fā)芽率更高，生長更快，開花或抽穗時間更早．科學家也對一些動物進行試驗，證明在失重條件下不會影響新生命的誕生，最后是建立月球基地需要的能源問題．月球上沒有風沒有雨，晴朗無陰，終日有陽光照射，而且由于沒有大氣吸收，太陽的輻射強度大約是地球上的一倍半，因此月球上完全可以用太陽能來照明、供熱、供暖、發(fā)電，當然必要時還可以在月球上建立核電站．

閱讀上文回答下列問題：

(1)月球上科學家估計160t沙土含有15t至16t氧化鐵：21%礦物，用從地球上帶去的氫氣還原氧化鐵得到水，水電解制得氧氣，一個人每年需0.1t氧氣，問160t沙土最多可制得的氧氣供多少人使用一年？

(2)未來人在月球基地上培育植物，植物生存的非生物因素是什么？設想一下植物所需水從何得來？寫出光合作用的方程式，其中CO₂從何處得來？光合作用的氧氣可供植物干什么？

(3)月球的重力加速度是地球的1/6，已知月球半徑為1740km，地球的重力加速度為9.8m/s²，求地球人乘飛船到月球時速度多大？

(4)有一太陽能熱水器，接受來自太陽的輻射能，使水升高溫度，設陽光垂直照射到月球上傳播方向上的光流強度為3.8×10³W/m²，熱水器受陽光垂直照射的面積為1m²，認為陽光一直垂直照射熱水器，且輻射太陽能的70%轉化為水的內能，照射半小時，可使100kg水升高多少度？(已知c(H₂O)＝4.2×10³kJ/kg℃)

解析　(1)小球從曲面上滑下，只有重力做功，由機械能守恒定律知：

mgh＝mv                                                       ①

得v₀＝＝ m/s＝2 m/s.

(2)小球離開平臺后做平拋運動，小球正好落在木板的末端，則

H＝gt²                                                                                                                                                      ②

＝v₁t                                                                                                                ③

聯(lián)立②③兩式得：v₁＝4 m/s

設釋放小球的高度為h₁，則由mgh₁＝mv

得h₁＝＝0.8 m.

(3)由機械能守恒定律可得：mgh＝mv²

小球由離開平臺后做平拋運動，可看做水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動，則：

y＝gt²                                                                                                                                                       ④

x＝vt                                                                                                                       ⑤

tan 37°＝                                                                                                          ⑥

v_y＝gt                                                                                                                      ⑦

v＝v²＋v                                                       ⑧

E_k＝mv                                                      ⑨

由④⑤⑥⑦⑧⑨式得：E_k＝32.5h                                                                       ⑩

考慮到當h>0.8 m時小球不會落到斜面上，其圖象如圖所示

答案　(1)2 m/s　(2)0.8 m　(3)E_k＝32.5h　圖象見解析