Question

【題目】航空母艦甲板上，需蒸汽彈射器輔助戰斗機的起飛，它的過程簡化如圖所示，高溫高壓的蒸汽逬入弾射汽缸后通過牽引器在短距離s內對飛機做功，使飛機達到起飛速度，某蒸汽彈射器每彈射一次對飛機做功9×107J，所用時間為 4.5s，s=50m；

(1)在彈射飛機時，高溫高壓氣體推動活塞快速向前運動，在此過程中，_____能轉化為_____能；飛機起飛后，氣缸內氣體的溫度將_____；

(2)若使飛機更易起飛，應_____（選填“順風”或“逆風”）彈射；

(3)飛機弾射起飛過程中的平均速度是多少？_____

(4)該蒸汽彈射器對飛機做功的功率是多少？_____

(5)蒸汽彈射器通過牽引器對飛機的平均作用力多大？_____

Answer 1

【答案】內 機械 降低 逆風 11.1m/s 2×107W 1.8×106N

【解析】

(1)[1][2]彈射器是利用蒸汽的內能對外做功，因此在此過程中，彈射器將蒸汽的內能轉化為飛機的機械能。

[3]飛機起飛后，由于汽缸內氣體的對外做功，所用氣體的內能減小，溫度將降低。

(2)[4]逆風彈射使飛機更易起飛，因為飛機逆風起飛時，飛機相對于空氣有一個較大的相對速度，從而獲得足夠的升力。

(3) [5]s=50m，所用時間為 4.5s，根據公式

平均速度是11.1m/s。

(4)[6]蒸汽彈射器的對飛機做功的功率

則蒸汽彈射器的對飛機做功的功率是2×107W。

(5)[7]由可得

蒸汽彈射器通過牽引器對飛機的平均作用力是1.8×106N。

答：(1)在彈射飛機時，高溫高壓氣體推動活塞快速向前運動，在此過程中，內能轉化為機械能；飛機起飛后，氣缸內氣體的溫度將降低。

(2)若使飛機更易起飛，應逆風彈射。

(3)飛機弾射起飛過程中的平均速度是11.1m/s。

(4)該蒸汽彈射器對飛機做功的功率是2×107W。

(5)蒸汽彈射器通過牽引器對飛機的平均作用力是1.8×106N。