Question

（2013河北唐山期末）．美国“肯尼迪”号航空母舰舰体长318.5m，舰上有帮助飞机起飞的弹射系统。飞行甲板上用于飞机起飞的跑道长200m，舰上搭载的战机为“F/A-18”型（绰号大黄蜂）战机。已知该型号战机的总质量为16吨，最小起飞速度为50m/s。该战机起飞时在跑道上滑行过程中所受阻力为其重力的0.1倍，发动机产生的推力为8×l0⁴N。（重力加速度g=10m/s²）

求：

   （1）该战机起飞时在跑道上滑行过程中的加速度；

   （2）为保证战机正常起飞，弹射系统对飞机至少做多少功：

   （3）若弹射系统已经损坏，可采用什么方法使飞机在航空母舰上起飞。

Answer 1

解：（1）根据牛顿第二定律得：

………………………………………………． ⑴

利用题目中已知条件，并将F_f=0．1mg代入可解得：

a=4m/s²  ……………………………………………． ………．⑵

（2）设飞机被弹射系统弹出时速度为v₀，弹射系统对其做功为W，则：

 ………………………………………………………． …⑶

 离开弹射系统后做匀加速运动。离开地面时的速度为v_t，则：

 ………………………………………………………． ⑷

 代入数值后解得：W=7．2×10⁶J……………………………………．⑸

（3）若没有弹射系统，则飞机做初速度为零的匀加速运动，设离开飞行甲板时速度为v，

则：

代入数值计算得：v=40m/s。这样，只要让航母沿着飞机起飞的方向，以不小于10m/s的速度前进，就能保证飞机正常起飞。

只要能答出“航空母舰沿着飞机起飞方向以适当的速度运动”即可得分。

（每式2分，（3）小题3分，其它方法正确同样得分）