2012年9月25日,我国首艘航空母舰“辽宁号”正式交接入列,航母使用滑跃式起飞甲板,2012年11月23日,我军飞行员驾驶国产歼-15舰载机首次成功起降航空母舰,假设歼-15战斗机在航母上起飞的情况可以简化成如下模型.航空母舰上的起飞跑道由长度为l1的水平跑道和长度为l2=32m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=4.0m.一架质量为v=at1=2.0×104kg的飞机,其喷气发动机的推力大小恒为t2=t-t1=0.5=1.2×105N,方向与速度方向相同,为了使飞机在倾斜跑道的末端达到起飞速度61m/s,外界还需要在整个水平轨道对飞机施加助推力F推=1.4×105N.假设航母处于静止状态,飞机质量视为不变并可看成质点,飞机在整个运动过程中受到的平均阻力大小恒为飞机重力的k倍(k=0.1,g=10m/s2.)
求:(1)歼-15在水平跑道末端的速度大小;
(2)水平跑道l1的长度至少为多少(保留三位有效数字).
网友回答
解:(1)飞机在倾斜跑道上运动有F-mgsinθ-kmg=ma2①
②
③
由①②③得v0=59m/s?
(2)飞机在水平轨道上有F+F推-kmg=ma1④
⑤
由④⑤得l1=145m
答:(1)歼-15在水平跑道末端的速度大小为59m/s;
(2)水平跑道l1的长度至少为145m.
解析分析:(1)对飞机在倾斜跑道上进行受力分析,根据牛顿第二定律求出加速度,根据匀变速直线运动位移速度公式及几何关系求解末速度;
(2)对飞机在水平跑道上进行受力分析,根据牛顿第二定律求出加速度,根据匀变速直线运动位移速度公式即可求解.
点评:本题主要考查了牛顿第二定律及运动学基本公式的直接应用,要求同学们能正确对小球进行受力分析并能结合几何关系求解,难度适中.