Question

（9分）自2012年11月起，“歼15”舰载机在“辽宁舰”航空母舰上进行常规训练。图（a）为利用阻拦索系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机动力立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止。某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t=0.4s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度—时间图线如图（b）所示。假如无拦阻索，飞机从着舰到停止需要滑行的距离约为1000m。已知航母始终静止，舰载机质量为17500千克，重力加速度为 g=10m/s2，求：

（1）飞机着舰的初速度为 m/s。

（2）有阻拦索作用情况下，飞机滑行的加速度。

（3）阻拦索对飞机的作用力。

 

Answer 1

（1）70；（2）-28.57m/s2；（3）457100N

【解析】

试题分析：（1）由图象可知初速度为70 m/s（2分）

（2）有拦阻索作用时，取运动方向为正方向,根据图像知：

t1=0.75s v1=60m/s; t2=2.5s v2=10m/s（1分）

飞机在甲板上运动的加速度为

a1=（v2-v1）/（t2-t1） = -28.57m/s2 ①（2分）

（3）无阻拦索时飞机在舰上滑行的距离s=1000m,末速度vt=0

由公式vt2-v02=2as得飞机滑行的加速度为 a2= -v02/2s ②（1分）

由牛顿第二定律得甲板对飞机的阻力为 -f= ma2 ③（1分）

有阻拦索作用时，设阻拦索对飞机的作用力为F

由牛顿第二定律得：-F-f=ma1 ④（1分）

联立①②③④，代入已知量 得F=457100N（1分）

考点：匀变速直线运动