Question

（2013河北唐山期末）．美國“肯尼迪”號航空母艦艦體長318.5m，艦上有幫助飛機起飛的彈射系統。飛行甲板上用于飛機起飛的跑道長200m，艦上搭載的戰機為“F/A-18”型（綽號大黃蜂）戰機。已知該型號戰機的總質量為16噸，最小起飛速度為50m/s。該戰機起飛時在跑道上滑行過程中所受阻力為其重力的0.1倍，發動機產生的推力為8×l0⁴N。（重力加速度g=10m/s²）

求：

   （1）該戰機起飛時在跑道上滑行過程中的加速度；

   （2）為保證戰機正常起飛，彈射系統對飛機至少做多少功：

   （3）若彈射系統已經損壞，可采用什么方法使飛機在航空母艦上起飛。

Answer 1

解：（1）根據牛頓第二定律得：

………………………………………………． ⑴

利用題目中已知條件，并將F_f=0．1mg代入可解得：

a=4m/s²  ……………………………………………． ………．⑵

（2）設飛機被彈射系統彈出時速度為v₀，彈射系統對其做功為W，則：

 ………………………………………………………． …⑶

 離開彈射系統后做勻加速運動。離開地面時的速度為v_t，則：

 ………………………………………………………． ⑷

 代入數值后解得：W=7．2×10⁶J……………………………………．⑸

（3）若沒有彈射系統，則飛機做初速度為零的勻加速運動，設離開飛行甲板時速度為v，

則：

代入數值計算得：v=40m/s。這樣，只要讓航母沿著飛機起飛的方向，以不小于10m/s的速度前進，就能保證飛機正常起飛。

只要能答出“航空母艦沿著飛機起飛方向以適當的速度運動”即可得分。

（每式2分，（3）小題3分，其它方法正確同樣得分）