Question

6．如圖1，2012年11月23日，由我國(guó)飛行員戴明盟駕駛的我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的航母艦載機(jī)殲-15成功降落在“遼寧艦”甲板上，隨后又成功起飛．航母艦載機(jī)殲-15的成功起降標(biāo)志著“遼寧艦”成為真正意義航母，小王同學(xué)得知這個(gè)消息后，上網(wǎng)查詢了關(guān)于“遼寧艦”的相關(guān)信息，獲知，“遼寧艦”號(hào)航母為滑躍式甲板．如，2示，航空母艦上的起飛跑道由長(zhǎng)度為l₁=1.6×10² m 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=4.0m．若殲-15航母艦載機(jī)質(zhì)量為m=2.0×10⁴ kg，其噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大小恒為F=1.2×10⁵ N，方向與速度方向相同，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中飛機(jī)受到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)，艦載機(jī)質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點(diǎn)．

（1）求殲-15航母艦載機(jī)在水平跑道運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；
（2）艦載機(jī)到達(dá)傾斜跑道末端時(shí)的速度大�。�
（3）為了使艦載機(jī)在傾斜跑道的末端達(dá)到起飛速度100m/s，外界還需要在整個(gè)水平軌道對(duì)飛機(jī)施加助推力，求助推力F推的大�。�

Answer 1

分析 （1）由牛頓第二定律求的加速度，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求的時(shí)間
（2）由速度時(shí)間公式求的速度．
（3）根據(jù)動(dòng)能定理，求出助推力F_推的大小

解答 解：（1）由牛頓第二定律可知F-0.1mg=ma
解得a=5m/s²
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$得
t=$\sqrt{\frac{2x}{a}}=\sqrt{\frac{2×160}{2×5}}s=4\sqrt{2}s$
（2）到達(dá)斜坡末端的速度為v=at=20$\sqrt{2}$m/s
（3）由題意知，只有水平軌道對(duì)艦載機(jī)施加助推力F_推，全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得，F(xiàn)_推l₁+（F-F_f）（l₁+l₂）-mgh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
將v′=100m/s代入解得${F}_{推}=5.2×1{0}^{5}N$．
答：（1）求殲-15航母艦載機(jī)在水平跑道運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為$4\sqrt{2}$s；
（2）艦載機(jī)到達(dá)傾斜跑道末端時(shí)的速度大小為20$\sqrt{2}m/s$；
（3）助推力F推的大小為5.2×10⁵N

點(diǎn)評(píng) 本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式及動(dòng)能定理的基本運(yùn)用，知道運(yùn)用動(dòng)能定理解題時(shí)關(guān)鍵分析出運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有哪些力做功，根據(jù)動(dòng)能定理列式求解