Question

滑躍式甲板是航母比較常用的一種形式，是蒸汽彈射器的一種替代方案，主要借由甲板前端的上翹來(lái)幫助戰(zhàn)斗機(jī)起飛，包括跑道部分和滑躍甲板部分，我國(guó)的航母訓(xùn)練艦就是采用滑躍式甲板．如圖所示，設(shè)某航空母艦上的起飛跑道由長(zhǎng)度為l₁=1.6×10²m的水平跑道和長(zhǎng)度為l₂=20m的傾斜跑道兩部分組成．水平跑道與傾斜跑道末端的高度差h=4．Om．-架質(zhì)量為m=2.0×10⁴kg的飛機(jī)，其噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大小恒為F=1.2×10⁵N，方向與速度方向相同，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中飛機(jī)受到跑道與空氣的平均阻力大小為飛機(jī)重力的0.1倍．假設(shè)航母處于靜止?fàn)顟B(tài)，飛機(jī)質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點(diǎn)，取g=1Om/s²．（不計(jì)拐角處的影響）求：
（1）飛機(jī)在水平跑道末端時(shí)推力的功率；
（2）飛機(jī)到達(dá)傾斜跑道末端時(shí)的速度大小．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)牛頓第二定律求出飛機(jī)在水平跑道上的加速度，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出水平跑道上的末速度，根據(jù)P=Fv求出推力的功率．
（2）根據(jù)牛頓第二定律求出飛機(jī)在傾斜跑道上的加速度，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出飛機(jī)在傾斜跑道末端的速度．
解答：解：（1）飛機(jī)在水平跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向受到推力和阻力作用，設(shè)加速度大小為a₁，末速度大小為v₁，有：
F_合=F-F_f=ma₁

P=Fv₁
代入數(shù)據(jù)得，v₁=40m/s，P=4.8×10⁶W．
（2）飛機(jī)在傾斜跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，沿傾斜跑道受到推力、阻力、重力、支持力作用，有：
F_合′=F-F_f-G_x=ma₂

代入數(shù)據(jù)解得≈41.5m/s．
答：（1）飛機(jī)在水平跑道末端時(shí)推力的功率為4.8×10⁶W．
（2）飛機(jī)到達(dá)傾斜跑道末端時(shí)的速度大小41.5m/s．
點(diǎn)評(píng)：加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁，通過(guò)加速度可以根據(jù)力求運(yùn)動(dòng)，也可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)求力．