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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m=2.0×104kg的飞机,其喷气发动机的推力大小恒为m=1.2×105 N,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=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).
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.
解答:解:(1)飞机在倾斜跑道上运动有F-mgsinθ-kmg=ma2
v
2
 
-
v
2
0
=2a2l2

sinθ=
h
l2

由①②③得v0=59m/s 
(2)飞机在水平轨道上有F+F-kmg=ma1
v
2
0
-0=2a1l1

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.
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.
练习册系列答案
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我国第一艘航空母舰“辽宁舰”已按计划完成建造和试验试航工作,于2012年9月25日上午正式交付海军.若航空母舰上有帮助飞机起飞的弹射系统,已知战斗机在跑道上加速时产生的加速度为4.5m/s2,战斗机滑行100m时起飞,起飞速度为50m/s,则航空母舰静止时弹射系统必须使战斗机具有的初速度为(  )

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(1)若航空母舰静止,舰载战斗机的速度达到45m/s起飞,则战斗机在甲板上滑行的加速度至少为多少?
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倍,重力加速度为g,“鱼雷”运动的位移值远大于“鱼雷”的长度.假设“鱼雷”运动时所受水的阻力恒定,空气阻力不计.求:
(1)“A鱼雷”入水瞬间的速度vA1
(2)“A鱼雷”在水中运动时所受阻力fA
(3)“B鱼雷”在水中运动时加速度aB

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科目:高中物理 来源: 题型:

2012年9月25日,改装后的瓦良格号航空母舰航母“辽宁号”入列,中国成为拥有航空母舰的国家之一,已知该航空母舰飞行甲板长度为L=300m,(舰长304米),某种战斗机在航空母舰上起飞过程中的最大加速度为a=4.5m/s2,飞机速度要达到v=60m/s才能安全起飞.
(1)通过计算判断,飞机能否靠自身的发动机从舰上起飞?
(2)如果航空母舰静止,战斗机被弹射装置弹出后开始加速,要保证飞机起飞安全,战斗机被弹射装置弹出时的速度至少是多大?

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