15.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,該飛機最大起飛質(zhì)量為37t,最大飛行高度達20000m,最大航行速度達2.5倍聲速(合3060km/h),最大載油量為10t,飛機航行時所受阻力的大小與速度的關系見下表: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)戰(zhàn)斗機在空中加油時,以加油機為參照物是靜止的.
(2)飛機發(fā)動機完全燃燒10t燃油獲得的機械能是多少?
(3)當飛機以400m/s的速度航行時,飛機發(fā)動機的輸出功率是多少?
速度v/(m/s)100200300400500
阻力f/N0.3×1041.2×1042.7×1044.8×1047.5×104

分析 (1)在研究物體的運動情況時,要先選取一個標準做為參照物,研究對象和參照物的位置發(fā)生了改變,就是運動的,如果位置沒有發(fā)生改變,則是靜止的;
(2)已知燃油的質(zhì)量,根據(jù)Q=mq求出放出的熱量;
(3)根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù),利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求得飛機發(fā)動機的輸出功率是多少千瓦.

解答 解:
(1)在戰(zhàn)斗機加油過程中,以加油機為參照物,戰(zhàn)斗機相對于加油機的位置沒有發(fā)生變化,所以是靜止的;
(2)燃油的質(zhì)量:m=10t=10×103kg=1×104kg;
燃油完全燃燒放出的熱量:
Q=mq=1×104kg×5×107J/kg=5×1011J;
(3)由表中數(shù)據(jù)可知,飛機以400m/s的速度巡航時,所受阻力為4.8×104N,
則飛機發(fā)動機的輸出功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=4.8×104N×400m/s=1.92×107W=1.92×104kW.
答:
(1)加油機;
(2)飛機發(fā)動機完全燃燒10t燃油獲得的能量是5×1011J;
(3)當飛機以400m/s的速度巡航時,飛機發(fā)動機的輸出功率是1.92×104kW.

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相關的知識,我們應該學會通過分析材料找出里面所包含的物理信息,并解答相關的疑問.

練習冊系列答案
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