11.如圖地效飛行器是一種可以低空高速飛行的飛機(jī),它能停在水面或地面上,某型號(hào)飛行器的總質(zhì)量為1.0×103t,總體積5×103m3,最大飛行速度為720km/h,以最大速度飛行時(shí)的運(yùn)輸效率為25,運(yùn)輸效率是指飛行器飛行時(shí)的總重與發(fā)動(dòng)機(jī)推力的比值.(g取10N/kg).
(1)飛行器在低空水平高速飛行飛行時(shí),機(jī)翼上方氣流比下方氣流的流速大.
(2)飛行器在長(zhǎng)江水面上靜止時(shí),大部分體積露出水面,則物體受到的浮力是1.0×107N;若靜止在黃海海面上,則飛行器受到的浮力將不變(變大/變小/不變).
(3)飛行器以最大速度飛行1440km,需要2h,發(fā)動(dòng)機(jī)推力的功率為8×107W(可以認(rèn)為飛行器的總重不變).

分析 (1)放在水平地面上的物體,對(duì)地面的壓力等于其重力,根據(jù)公式G=mg計(jì)算;
(2)等質(zhì)量的空氣在相同的時(shí)間內(nèi)同時(shí)通過機(jī)翼的上表面和下表面,由于上表面彎曲,機(jī)翼上方氣流的截面面積大,所以機(jī)翼上方的流速就大于機(jī)翼前方的流速;
知道物體重力,根據(jù)漂浮條件求物體受到的浮力;
(3)根據(jù)速度公式v=$\frac{s}{t}$計(jì)算出飛行器飛行的時(shí)間;根據(jù)題意計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的推力,再根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$、v=$\frac{s}{t}$的推導(dǎo)公式P=Fv計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)做功的功率.

解答 解:(1)飛行器飛行時(shí),機(jī)翼上方氣流比下方氣流的流速大,流速快氣壓小,機(jī)翼下方的壓強(qiáng)大于上方的壓強(qiáng),所以獲得向上的升力;
(2)飛行器的總質(zhì)量為1.0×103t=1.0×106kg,
其重力G=mg=1.0×106kg×10N/kg=1.0×107N;
因靜止時(shí)物體有四分之一的體積露出水面,即物體處于漂浮狀態(tài),
所以,物體受到的浮力F=G=1.0×107N;
若靜止在黃海海面上,物體仍處于漂浮狀態(tài),則飛行器受到的浮力與重力相等,而飛行器的重力不變,所以飛行器受到的浮力也不變;
(3)由v=$\frac{s}{t}$得,
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1440km}{720km/h}$=2h;
因?yàn)樽畲笏俣蕊w行時(shí)的運(yùn)輸效率為25,
所以飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)的推力F=$\frac{G}{25}$=$\frac{1.0×1{0}^{7}N}{25}$=4×105N,
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得發(fā)動(dòng)機(jī)推力的功率:
P=Fv=4×105N×720×$\frac{1}{3.6}$m/s=8×107W.
故答案為:(1)大;(2  )1.0×107;不變;(3 )2;8×107

點(diǎn)評(píng) 本題是力學(xué)的綜合,考查重力的計(jì)算、流體的壓強(qiáng)、浮力的計(jì)算等,知識(shí)點(diǎn)較多,但難度不大,解題的關(guān)鍵是能夠靈活利用所學(xué)公式.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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