Question

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

（1）根據牛頓第二定律得：F-F_f=ma
F_f=0.1mg
代入可解得：a=4m/s²
（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：W=

1

2

m

v

20

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：

v

2t

-

v

20

=2ax
代入數值后解得：W=7.2×10⁶J
（3）若沒有彈射系統，只要讓航母沿著飛機起飛的方向，以一定的速度前進，就能保證飛機正常起飛．
答：（1）該戰機起飛時在跑道上滑行過程中的加速度a=4m/s²．
（2）為保證戰機正常起飛，彈射系統對飛機至少做7.2×10⁶J．
（3）若沒有彈射系統，只要讓航母沿著飛機起飛的方向，以一定的速度前進，就能保證飛機正常起飛．