(16分)如图所示,航空母舰上的起飞跑道由长度为l1="160"m的水平跑道和长度为l2="20"m的倾斜跑道两部分组成。水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h="4.0"m。一架质量为m=2

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 能量守恒的探究/2022-11-11 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(16分)如图所示,航空母舰上的起飞跑道由长度为l1="160" m的水平跑道和长度为l2 =" 20" m的倾斜跑道两部分组成。水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h =" 4.0" m。一架质量为m = 2.0×104 kg的飞机,其喷气发动机的推力大小恒为F = 1.2×105 N,方向与速度方向相同,在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的0.1倍。假设航母处于静止状态,飞机质量视为不变并可看成质点,取g =" 10" m/s2
 
(1)求飞机在水平跑道运动的时间及到达倾斜跑道末端时的速度大小;
(2)为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度100 m/s,外界还需要在整个水平轨道对飞机施加助推力,求助推力F的大小。

◎ 答案

(1)(2)

◎ 解析


试题分析:(1)飞机在水平跑道上运动时,水平方向受到推力与阻力作用,设加速度大小为a1、末速度大小为v1,运动时间为t1,有
      ①
    ②
      ③
注意到v0 =" 0," ,代入已知数据可得
a1 =" 5.0" m/s2,v1 =" 40" m/s,t1 =" 8.0" s         ④
飞机在倾斜跑道上运动时,沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用,设沿斜面方向的加速度大小为a2、末速度大小为v2,沿斜面方向有
               ⑤
        ⑥
       ⑦
注意到v1 =" 40" m/s ,代入已知数据可得
a2 =" 3.0" m/s2
        ⑧
(2)飞机在水平跑道上运动时,水平方向受到推力、助推力与阻力作用,设加速度大小为a′1、末速度大小为v′1,有
        ⑨
        ⑩
飞机在倾斜跑道上运动时,沿倾斜跑道受到推力、阻力与重力沿斜面分力作用没有变化,加速度大小仍有a′2=" 3.0" m/s2
           11     
根据题意,v′2 =" 100" m/s,代入数据解得      
本题要求考生准确进行受力分析、熟练应用牛顿第二定律、灵活应用匀变速直线运动规律。本题还可以运用动能定理来求解,动力学问题的解题思路是:首先考虑动能定理,其次是牛顿运动定律。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(16分)如图所示,航空母舰上的起飞跑道由长度为l1="160"m的水平跑道和长度为l2="20"m的倾斜跑道两部分组成。水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h="4.0"m。一架质量为m=2…”主要考查了你对  【能量守恒的探究】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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