Question

【題目】如圖所示，航空母艦上的水平起飛跑道長(zhǎng)度L=160m．一架質(zhì)量為m=2.0×104kg的飛機(jī)從跑道的始端開(kāi)始，在大小恒為F=1.2×105N的動(dòng)力作用下，飛機(jī)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中飛機(jī)受到的平均阻力大小為Ff=2×104N．飛機(jī)可視為質(zhì)點(diǎn)，取g=10m/s2．求：

（1）飛機(jī)在水平跑道運(yùn)動(dòng)的加速度大小；

（2）若航空母艦靜止不動(dòng)，飛機(jī)加速到跑道末端時(shí)速度大小；

（3）若航空母艦沿飛機(jī)起飛的方向以10m/s勻速運(yùn)動(dòng)，飛機(jī)從始端啟動(dòng)到跑道末端離開(kāi)．這段時(shí)間內(nèi)航空母艦對(duì)地位移大�。�

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）

【解析】解：（1）飛機(jī)在水平跑道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向受到推力與阻力作用，設(shè)加速度大小為a，

由牛頓第二定律可得 F合=F﹣Ff=ma，

代入數(shù)據(jù)得 a1="5.0" m/s2 ．

（2）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知 v2=2aL，

代入數(shù)據(jù)得 飛機(jī)到達(dá)傾斜跑道末端時(shí)的速度大小v="40" m/s．

（3）對(duì)于飛機(jī)，

對(duì)于航空母艦有 x2=v0t，

由幾何關(guān)系：x1﹣x2=L

即有，

代入數(shù)據(jù)解得t=8s．

飛機(jī)離開(kāi)航空母艦時(shí)，航空母艦的對(duì)地位移大小x2=v0t=80m．

答：（1）飛機(jī)在水平跑道運(yùn)動(dòng)的加速度大小為5.0 m/s2；

（2）若航空母艦靜止不動(dòng)，飛機(jī)加速到跑道末端時(shí)速度大小為40m/s．

（3）這段時(shí)間內(nèi)航空母艦對(duì)地位移大小為80m．