Question

4．我國“遼寧號(hào)”航空母艦經(jīng)過艱苦努力終于提前服役，勢必會(huì)對(duì)南海問題產(chǎn)生積極影響，有些航空母艦上裝有幫助飛機(jī)起飛的彈射系統(tǒng)，已知某型號(hào)戰(zhàn)機(jī)在跑道上加速時(shí)可能產(chǎn)生的最大加速度為5m/s²，當(dāng)飛機(jī)的速度達(dá)到50m/s時(shí)才能離開航空母艦起飛，設(shè)航空母艦處于靜止?fàn)顟B(tài)，試求：
（1）若要求該飛機(jī)滑行160m后起飛，彈射系統(tǒng)必須使飛機(jī)具有多大的初速度？
（2）若艦上無彈射系統(tǒng)，要求該飛機(jī)仍能從此艦上正常起飛，問該艦甲板至少應(yīng)為多長？
（3）若航空母艦上不裝彈射系統(tǒng)，設(shè)航空母艦甲板長為L=160m，為使飛機(jī)仍能從此艦上正常起飛，這時(shí)可以先讓航空母艦沿飛機(jī)起飛方向以某一速度勻速航行，則這個(gè)速度至少為多少？

Answer 1

分析 （1）由速度位移公式可以求出飛機(jī)的初速度；
（2）由速度位移公式可以求出航母艦身的長度；
（3）飛機(jī)的位移等于甲板的長度與航空母艦的位移之和，運(yùn)用速度位移公式進(jìn)行求解．

解答 解：（1）根據(jù)速度位移公式得，v²-v₀²=2ax，
代入數(shù)據(jù)解得：v₀=30m/s．
②不裝彈射系統(tǒng)時(shí)，有：v²=2aL，
解得：L=$\frac{{v}^{2}}{2a}=\frac{2500}{2×5}m=250m$．
（3）設(shè)飛機(jī)起飛所用的時(shí)間為t，在時(shí)間t內(nèi)航空母艦航行的距離為L₁，航空母艦的最小速度為v₁．
對(duì)航空母艦有：L₁=v₁t
對(duì)飛機(jī)有：v=v₁+at
v²-v₁²=2a（L+L₁）
聯(lián)立解得：v₁=10m/s．
答：（1）彈射系統(tǒng)必須使飛機(jī)具有30m/s的初速度．
（2）若某艦上不裝彈射系統(tǒng)，要求該種飛機(jī)仍能此艦上正常起飛，該艦身長至少應(yīng)為250m．
（3）速度至少為10m/s．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式，并能靈活運(yùn)用，對(duì)于第三問，關(guān)鍵抓住飛機(jī)的位移等于甲板的長度與航空母艦的位移之和進(jìn)行求解．