Question

【題目】如圖所示是我國第一次完全自主設計并制造“翔鳳”飛機．于年月日試飛首飛獲得了成功，并計劃在年開始逐步投入規�；�生產．

翔鳳支線客機使用的是噴氣式發動機，其原理是：將吸入的空氣與燃油混合，點火爆炸后膨脹產生高速空氣向后噴出，發動機將空氣向后噴出時推動飛機向前運動．這是因為________．

飛機的升力是由于機翼上、下表面出現了壓力差，垂直于相對氣流方向的壓力差的總和就是機翼的升力．這樣飛機借助機翼上獲得的升力克服地球引力，從而翱翔在藍天上了．飛機機翼導流板橫截面的形狀是下列四如圖中的________．

物體在流體（液體和氣體）中運動時，受到阻礙物體運動的力，稱作為“流體阻力”．飛機機身設計成“流線形”是為了減小________．影響“流體阻力”大小的因素有物體的形狀和大小、物體表面的粗糙程度、物體和液體間相對運動的速度以及物體垂直于運動方向的橫截面大�。�某同學為了驗證“流體阻力的大小與運動物體表面粗糙程度有關”，設計了如下實驗方案：

①用彈簧測力計拉一艘表面光滑的船模型在水中運動，并記下彈簧測力計的示數；

②用彈簧測力計拉另一艘表面粗糙的船模型在水中運動，并記下彈簧測力計示數；

③通過比較與 大小，就能得出物體受到流體阻力是否與物體表面粗糙程度有關．

請你對該同學的實驗方案進行評估，指出其中存在的問題（僅要求寫兩點）：

、________；

、________．

飛機在跑道上緩慢滑行時，通過跑道上的壓力感應裝置測得飛機前輪壓強為，后輪壓強為，已知前輪觸地總面積，后輪觸地總面積．求此滑行飛機的質量____________．

“翔鳳”首次試飛消耗燃油，行程，已知航空燃油的熱值為，發動機效率為，求飛機在試飛時獲得的平均水平推力______________________．

Answer 1

【答案】物體間力的作用是相互的 空氣阻力 拉動時，彈簧測力計要水平運動 拉動時，彈簧測力計要做勻速運動 ．

【解析】

(1)發動機將空氣向后噴出時推動飛機向前運動。這是因為物體間力的作用是相互的。(2)飛機的機翼應該是上凸下平，這樣上方空氣流速快、壓強小，下方空氣流速慢、壓強大，可產生向上的壓強差，從而獲得升力，故只有D的形狀是正確的。(3)飛機機身設計成“流線形”是為了減小空氣阻力。在探究實驗中，根據控制變量法的要求，應探究其它的量不變，只改變模型表面的粗糙程度，因此，實驗中存在的問題包括：拉動時，彈簧測力計要水平運動；拉動時，彈簧測力計要做勻速運動；兩次拉動的速度要相同；選取的兩個航模形狀、大小要相同；兩個航模垂直于運動方向的橫截面大小要相同等。(4)由公式p＝得，前輪對地面的壓力：F1＝p1S1＝2.0×105Pa×0.25m2＝5×104N，后輪對地面的壓力：F2＝p2S2＝2.5×105Pa×1.2m2＝3.0×105N，飛機對地面的總壓力：F＝F1+F2＝3.5×105N，飛機的重力：G＝F＝3.5×105N，由G＝mg得，飛機的質量：m＝ ＝3.5×104kg，(5)燃油完全燃燒放出的熱量：Q總＝mq＝1.5×103kg×8.0×107J/kg＝1.2×1011J，有效利用的能量：W有＝ηQ總＝20%×1.2×1011J＝2.4×1010J，由W有＝Fs得，飛機在試飛時獲得的平均水平推力：F＝＝4×104N.