Question

11．中國(guó)首艘航空母艦“遼寧艦”2012年9月25日正式入列．遼寧艦是一艘大型常規(guī)動(dòng)力航母，以4臺(tái)蒸汽輪機(jī)為主要?jiǎng)恿Γ?1月24日，殲-15艦載機(jī)在遼寧艦上成功著落．殲-15是我國(guó)自行設(shè)計(jì)研制的第一代艦載多用途殲擊機(jī)，它配裝2臺(tái)大功率發(fā)動(dòng)機(jī)，具有作戰(zhàn)半徑大、機(jī)動(dòng)性好、載彈量多等特點(diǎn)，不需要采用副油箱航程就可以超過3000千米．回答下列問題：
（1）艦上蒸汽輪機(jī)工作時(shí)的內(nèi)能由燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變而來；
（2）如果“遼寧艦”在離釣魚島1000千米處的某海域巡邏，那么殲-15從該海域到達(dá)釣魚島需要多長(zhǎng)時(shí)間？這期間發(fā)動(dòng)機(jī)做了多少功？（假設(shè)飛機(jī)平均航速為250米/秒，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為125000千瓦）
（3）當(dāng)艦載機(jī)停在“遼寧艦”上時(shí)，飛機(jī)的重力與甲板對(duì)飛機(jī)的支持力是一對(duì)平衡力；如果一架滿載的飛機(jī)重20噸，當(dāng)它飛離航母后，它的浮力減少了多少牛？（g取10牛/千克）

Answer 1

分析 （1）艦上蒸汽輪機(jī)工作時(shí)的內(nèi)能由燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變而來；
（2）利用速度公式求出殲-15從該海域到達(dá)釣魚島需要的時(shí)間；然后利用功率公式計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)做功；
（3）平衡力的條件：大小相等、方向相反、作用在同一個(gè)物體上，作用在同一條直線上．
當(dāng)飛機(jī)飛離航母后，它減少的浮力等于飛機(jī)的重力，利用G=mg求出．

解答 解：（1）艦上蒸汽輪機(jī)工作時(shí)的內(nèi)能由燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變而來；
（2）因?yàn)関=$\frac{s}{t}$，
所以，殲-15從該海域到達(dá)釣魚島需要的時(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1000×1{0}^{3}m}{250m/s}$=4000s，
因?yàn)镻=$\frac{W}{t}$，
所以，發(fā)動(dòng)機(jī)做功：
W=Pt=2.5×10⁸W×4000s=1×10¹²J；
（3）當(dāng)艦載機(jī)停在“遼寧艦”上時(shí)，飛機(jī)的重力與甲板對(duì)飛機(jī)的支持力大小相等、方向相反、作用在同一個(gè)物體上，作用在同一條直線上，是一對(duì)平衡力；
當(dāng)飛機(jī)飛離航母后，它減少的浮力：△F_浮=G=mg=20×10³kg×10N/kg=2×10⁵N．
答：（1）化學(xué)；
（2）殲-15從該海域到達(dá)釣魚島需要4000s；這期間發(fā)動(dòng)機(jī)做功1×10¹²J；
（3）甲板對(duì)飛機(jī)的支持力；它的浮力減少了2×10⁵N．

點(diǎn)評(píng) 此題考查能量轉(zhuǎn)化、速度公式及其應(yīng)用、功的計(jì)算、平衡力的辨別、浮力的計(jì)算，是一道綜合性較強(qiáng)的題目，難度適中，適合學(xué)生訓(xùn)練，熟練運(yùn)用相關(guān)公式是解答此題的關(guān)鍵．