16.我國自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機,它具備超音速巡航、電磁隱身、超機動性、超視距攻擊等優(yōu)異性能.該飛機最大載油量為10t,它在航行時受到的阻力大小與速度的關(guān)系見表:
速度v/(m/s)100200300400500
阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104
已知飛機發(fā)動機燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機械能的效率是40%,飛機使用的航空燃油的熱值為5×107J/kg.求:
(1)飛機發(fā)動機完全燃燒10t燃油獲得的能量是多少焦?
(2)若在飛機油箱中加滿燃油,并且以500m/s的速度勻速直線飛行巡航時,飛機的最大航程是多少千米?

分析 (1)已知燃油的質(zhì)量,根據(jù)Q=mq求出放出的熱量;
(2)已知飛機發(fā)動機燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機械能的效率是40%,求得機械能,從表中查到500m/s時的阻力,利用W=fs可求得飛機的最大航程.

解答 解:(1)燃油完全燃燒放出的熱量:
Q=mq=1×104kg×5×107J/kg=5×1011J;
(2)由(1)可知Q=5×1011J;
已知飛機發(fā)動機燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機械能的效率是40%,
則有用功:W=40%×Q=40%×5×1011J=2×1011J,
根據(jù)表格查出500m/s時的阻力為7.5×104N,
則由W=fs=Fs,可得s=$\frac{W}{f}$=$\frac{2×1{0}^{11}J}{7.5×1{0}^{4}N}$≈2.7×106m=2.7×103km.
答:(1)飛機發(fā)動機完全燃燒10t燃油獲得的能量是5×1011J;
(2)若在飛機油箱中加滿燃油,并且以500m/s的速度巡航時,飛機的最大航程約是2.7×103km.

點評 新一代戰(zhàn)斗機是一項高科技的研究成果,它包含了眾多與物理學(xué)相關(guān)的知識,我們應(yīng)該學(xué)會通過分析材料找出里面所包含的物理信息,并解答相關(guān)的疑問.

練習(xí)冊系列答案
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5.如圖的四幅圖中改變內(nèi)能的方法與其他三種不同的是( 。
A.
廚房炒菜
B.
冰鎮(zhèn)啤酒
C.
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D.
冰山融化

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6.如圖所示,輕質(zhì)杠桿OB的重力忽略不計,OB=3OA,物體G的重力為120N.若要使物體G對水平地面的壓力為零,則需要在B端施加的拉力F=40N.

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