Question

16．我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能．该飞机最大载油量为10t，它在航行时受到的阻力大小与速度的关系见表：

速度v/（m/s）	100	200	300	400	500
阻力f/N	0.3×104	1.2×104	2.7×104	4.8×104	7.5×104

已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×10⁷J/kg．求：
（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？
（2）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度匀速直线飞行巡航时，飞机的最大航程是多少千米？

Answer 1

分析 （1）已知燃油的质量，根据Q=mq求出放出的热量；
（2）已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，求得机械能，从表中查到500m/s时的阻力，利用W=fs可求得飞机的最大航程．

解答 解：（1）燃油完全燃烧放出的热量：
Q=mq=1×10⁴kg×5×10⁷J/kg=5×10¹¹J；
（2）由（1）可知Q=5×10¹¹J；
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，
则有用功：W=40%×Q=40%×5×10¹¹J=2×10¹¹J，
根据表格查出500m/s时的阻力为7.5×10⁴N，
则由W=fs=Fs，可得s=$\frac{W}{f}$=$\frac{2×1{0}^{11}J}{7.5×1{0}^{4}N}$≈2.7×10⁶m=2.7×10³km．
答：（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是5×10¹¹J；
（2）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是2.7×10³km．

点评 新一代战斗机是一项高科技的研究成果，它包含了众多与物理学相关的知识，我们应该学会通过分析材料找出里面所包含的物理信息，并解答相关的疑问．