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2012年11月25日,歼-15舰载机成功着陆“辽宁号”航母后,又沿航母舰首14°上翘跑道起飞,实现了阻拦着舰、滑跃起飞的关键技术突破.设歼-15飞机总质量m=2.0×104kg,g取10m/s2
(1)若歼-15飞机以v0=50m/s的水平速度着陆甲板的水平部分后,在阻拦索的作用下,减速滑行50m停下,不计其他水平作用力,并将此过程视为匀减速运动,试求阻拦索对飞机水平方向的作用力大小?飞机对飞行员的作用力是飞行员自重的多少倍?
(2)“辽宁号”航母飞行甲板水平,但前端上翘,水平部分与上翘部分平滑连接,连接处D点可看作圆弧上的一点,圆弧半径为R=100m,飞机起飞时速度大容易升空,但也并非越大越好.已知飞机起落架能承受的最大作用力为飞机自重的11倍,求飞机安全起飞经过圆弧处D点的最大速度?
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分析:(1)根据运动学公式求出匀减速运动的加速度,从而根据牛顿第二定律求出阻拦索对飞机水平方向的作用力,根据人的合力通过平行四边形定则求出飞机对飞行员的作用力,从而得出作用力是飞行员自重的倍数.
(2)根据竖直方向上的合力提供向心力,通过牛顿第二定律求出最大速度的大小.
解答:解:(1)由匀减速可知,a=
v02
2x
=25m/s2      
阻拦索施力 F=ma=5×105N.
飞行员受到飞机的作用力为
F=
(ma)2+(mg)2

F
mg
=
29
2

(2)根据牛顿第二定律有:N-mg=m
vD2
R

因为N=11mg
解得vD=
10gR
=100m/s.
答:(1)阻拦索对飞机水平方向的作用力大小为5×105N,飞机对飞行员的作用力是飞行员自重的
29
2
倍.
(2)飞机安全起飞经过圆弧处D点的最大速度为100m/s.
点评:解决本题的关键能够正确地受力分析,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

据新华社报道,2012年11月25日,国产歼-15舰载战斗机在中国海军”辽宁”号航母上成功完成起飞和着舰的动作.标志着中国的航母在实现初步战斗力的过程中,迈过了一个关键的技术台阶,令世界瞩目.当国产歼-15舰载战斗机起飞到某一高度后水平匀速飞行,每隔相等时间投放一个物体.如果以第一个物体a的落地点为坐标原点、飞机飞行方向为横坐标的正方向,在竖直平面内建立直角坐标系.如图所示是第5个物体e离开飞机时,抛出的5个物体(a、b、c、d、e)在空间位置的示意图,其中可能的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

2012年11月25日,如图1歼-15舰载机成功阻拦着陆“辽宁号”航母后,又沿航母舰首14°上翘跑道滑跃式起飞,突破了阻拦着舰、滑跃起飞关键技术.甲板上的阻拦索具有关键作用,阻拦索装置完全由我国自主研制制造,在战机着舰时与尾钩完全咬合后,在短短数秒内使战机速度从数百公里的时速减少为零,并使战机滑行距离不超过百米.(g取10m/s2
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(1)设歼-15飞机总质量m=2.0×104kg,着陆在甲板的水平部分后在阻拦索的作用下,速度由v0=100m/s滑行50m后停止下来,水平方向其他作用力不计,此过程可视为匀减速运动.求阻拦索对飞机的水平作用力F;
(2)在第(1)问所述的减速过程中,飞行员所受的阻力是飞行员自身重力的多少倍?
(3)航母飞行甲板水平,前端上翘,水平部分与上翘部分平滑连接,连接处D点可看作圆弧上的一点,圆弧半径为R=150m,如图2所示.已知飞机起落架能承受竖直方向的最大作用力为飞机自重的16倍,求飞机安全起飞经过D点时速度的最大值vm

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科目:高中物理 来源: 题型:

2012年11月25日,我国首次舰载机阻拦着舰试验取得圆满成功!与岸基飞机着陆时可缓慢减速平飞不同,舰载机着陆必须加速,一旦舰载机尾钩未能挂住阻拦索,必须能快速拉升逃逸.假设“歼15”战机着舰速度为27m/s,钩住阻拦索后能在3s内匀减速停下.若没有钩住阻拦索,必须加速到50m/s才能安全飞离航母,航母甲板上可用于战机加速的长度仅有200m.求:
(1)“歼15”战机钩住阻拦索减速过程中的加速度和滑行距离;
(2)“歼l5”战机在甲板上加速飞行的加速度至少是多少.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网2012年11月25日,歼一15舰载机成功阻拦着陆“辽宁号”航母后,又沿航母舰首14°上翘跑道滑跃式起飞,突破了阻拦着舰、滑跃起飞关键技术.甲板上的阻拦索具有关键作用,阻拦索装置完全由我国自主研制制造,在战机着舰时与尾钩完全咬合后,在短短数秒内使战机速度从数百公里的时速减少为零,并使战机滑行距离不超过百米.(取g=10m/s2)飞机总质量m=2.0×104kg后在阻拦索的作用下,速度由v050m/s滑行50m后停下,水平方向其他作用力不计,此过程可视为匀减速运动.求(1)阻拦索对飞机的水平作用力?飞机对飞行员的作用力是飞行员自身重力的多少倍?
(2)航母飞行甲板水平,前端上翘,水平部分与上翘部分平滑连接,连接处D点可看作圆弧上的一点,圆弧半径为R=100m.已知飞机起落架能承受的最大作用力为飞机自重的11倍,求飞机安全起飞经过D点的最大速度?

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