Question

【题目】如图所示是我国第一次完全自主设计并制造“翔凤”飞机．于年月日试飞首飞获得了成功，并计划在年开始逐步投入规模化生产．

翔凤支线客机使用的是喷气式发动机，其原理是：将吸入的空气与燃油混合，点火爆炸后膨胀产生高速空气向后喷出，发动机将空气向后喷出时推动飞机向前运动．这是因为________．

飞机的升力是由于机翼上、下表面出现了压力差，垂直于相对气流方向的压力差的总和就是机翼的升力．这样飞机借助机翼上获得的升力克服地球引力，从而翱翔在蓝天上了．飞机机翼导流板横截面的形状是下列四如图中的________．

物体在流体（液体和气体）中运动时，受到阻碍物体运动的力，称作为“流体阻力”．飞机机身设计成“流线形”是为了减小________．影响“流体阻力”大小的因素有物体的形状和大小、物体表面的粗糙程度、物体和液体间相对运动的速度以及物体垂直于运动方向的横截面大小．某同学为了验证“流体阻力的大小与运动物体表面粗糙程度有关”，设计了如下实验方案：

①用弹簧测力计拉一艘表面光滑的船模型在水中运动，并记下弹簧测力计的示数；

②用弹簧测力计拉另一艘表面粗糙的船模型在水中运动，并记下弹簧测力计示数；

③通过比较与 大小，就能得出物体受到流体阻力是否与物体表面粗糙程度有关．

请你对该同学的实验方案进行评估，指出其中存在的问题（仅要求写两点）：

、________；

、________．

飞机在跑道上缓慢滑行时，通过跑道上的压力感应装置测得飞机前轮压强为，后轮压强为，已知前轮触地总面积，后轮触地总面积．求此滑行飞机的质量____________．

“翔凤”首次试飞消耗燃油，行程，已知航空燃油的热值为，发动机效率为，求飞机在试飞时获得的平均水平推力______________________．

Answer 1

【答案】物体间力的作用是相互的 空气阻力 拉动时，弹簧测力计要水平运动 拉动时，弹簧测力计要做匀速运动 ．

【解析】

(1)发动机将空气向后喷出时推动飞机向前运动。这是因为物体间力的作用是相互的。(2)飞机的机翼应该是上凸下平，这样上方空气流速快、压强小，下方空气流速慢、压强大，可产生向上的压强差，从而获得升力，故只有D的形状是正确的。(3)飞机机身设计成“流线形”是为了减小空气阻力。在探究实验中，根据控制变量法的要求，应探究其它的量不变，只改变模型表面的粗糙程度，因此，实验中存在的问题包括：拉动时，弹簧测力计要水平运动；拉动时，弹簧测力计要做匀速运动；两次拉动的速度要相同；选取的两个航模形状、大小要相同；两个航模垂直于运动方向的横截面大小要相同等。(4)由公式p＝得，前轮对地面的压力：F1＝p1S1＝2.0×105Pa×0.25m2＝5×104N，后轮对地面的压力：F2＝p2S2＝2.5×105Pa×1.2m2＝3.0×105N，飞机对地面的总压力：F＝F1+F2＝3.5×105N，飞机的重力：G＝F＝3.5×105N，由G＝mg得，飞机的质量：m＝ ＝3.5×104kg，(5)燃油完全燃烧放出的热量：Q总＝mq＝1.5×103kg×8.0×107J/kg＝1.2×1011J，有效利用的能量：W有＝ηQ总＝20%×1.2×1011J＝2.4×1010J，由W有＝Fs得，飞机在试飞时获得的平均水平推力：F＝＝4×104N.