2012年11月，“殲15”艦載機(jī)在“遼寧號(hào)”航空母艦上著艦成功。圖1為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機(jī)在飛行甲板上快速停止的原理示意圖。飛機(jī)著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)立即關(guān)閉，阻攔系統(tǒng)通過(guò)阻攔索對(duì)飛機(jī)施加一作用力，使飛機(jī)在甲板上短距離滑行后停止。若航母保持靜止，在某次降落中，以飛機(jī)著艦為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，飛機(jī)的速度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖2所示。飛機(jī)在t1=0.4s時(shí)恰好鉤住阻攔索中間位置，此時(shí)速度v1=70m/s；在t2=2.4s時(shí)飛機(jī)速度v2=10m/s。飛機(jī)從t1到t2的運(yùn)動(dòng)可看成勻減速直線運(yùn)動(dòng)。設(shè)飛機(jī)受到除阻攔索以外的阻力f大小不變，f=5.0×104N，“殲15”艦載機(jī)的質(zhì)量m=2.0×104kg。

（1）若飛機(jī)在t1時(shí)刻未鉤住阻攔索，仍立即關(guān)閉動(dòng)力系統(tǒng)，僅在阻力f的作用下減速，求飛機(jī)繼續(xù)滑行的距離（假設(shè)甲板足夠長(zhǎng)）；

（2）在t1至t2間的某個(gè)時(shí)刻，阻攔索夾角α=120°，求此時(shí)阻攔索中的彈力T；

（3）飛機(jī)鉤住阻攔索后在甲板上滑行的距離比無(wú)阻攔索時(shí)少s=898m，求從t2時(shí)刻至飛機(jī)停止,阻攔索對(duì)飛機(jī)做的功W。

 

【答案】

（1）（2）（3）

【解析】

試題分析：（1）飛機(jī)僅在阻力f的作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理

? （2分）

解得? ? （2分）

（2）根據(jù)v-t圖像可求得飛機(jī)加速度大小? ? （2分）

飛機(jī)受力如圖所示。

根據(jù)牛頓第二定律 ? （2分）

解得（2分）

（3）無(wú)阻攔索時(shí)，飛機(jī)需滑行

有阻攔索時(shí)，飛機(jī)實(shí)際滑行距離? ? （1分）

由圖像面積可知，從t1時(shí)刻至t2時(shí)刻，飛機(jī)的位移為（1分）

因此，從t2時(shí)刻至飛機(jī)停止，飛機(jī)的位移為? （1分）

從t2時(shí)刻至飛機(jī)停止，根據(jù)動(dòng)能定理? ? （3分）

解得? ? （2分）

考點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律? 功能關(guān)系

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

我國(guó)首艘現(xiàn)代航母“遼寧”號(hào)于2012年9月，交付中國(guó)人民解放軍海軍，2012年11月23日艦載機(jī)成功首降“遼寧”號(hào)．并在“遼寧”號(hào)成功起飛．航母的飛行甲板長(zhǎng)300m，寬70m．如果艦載機(jī)在起飛訓(xùn)練時(shí)，航母正以10m/s的速度勻速航行，艦載機(jī)對(duì)地起飛速度至少要達(dá)到70m/s，才能起飛，假設(shè)甲板是水平的，則艦載機(jī)在甲板上勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度至少為多大？（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013?涼山州模擬）中國(guó)首艘航母“遼寧號(hào)”已投入使用，殲-15是我國(guó)自主研制的重型轟炸機(jī)，具備優(yōu)秀艦載機(jī)特點(diǎn)．2012年11月，殲-15艦載機(jī)在“遼寧號(hào)”上成功完成首次上艦飛行試驗(yàn)，是我國(guó)航空、艦船技術(shù)發(fā)展的重大跨越．假若有一質(zhì)量M=8×l03kg的戰(zhàn)機(jī)在某一航母上采用滑行起動(dòng)加速達(dá)到60m/s的起飛速度飛離航母，甲板的水平跑道長(zhǎng)150m．設(shè)戰(zhàn)機(jī)起飛的過(guò)程為勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中地面、空氣的平均阻力為機(jī)重的0.15倍，且航母保持靜止．（g=10m/s2）
求：（1）噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的平均推力大小．
（2）假若航母跑道只有120米長(zhǎng)，現(xiàn)代航母主要采用彈射系統(tǒng)給戰(zhàn)機(jī)以一定初速度，求這種方法下彈射系統(tǒng)使戰(zhàn)機(jī)具有的最小速度，及此過(guò)程彈射系統(tǒng)對(duì)戰(zhàn)機(jī)所做的功．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2013?永康市模擬）2012年11月，我國(guó)J-15艦載機(jī)在航母上首降成功．設(shè)某一J-15載艦機(jī)質(zhì)量為m=2.5×104 kg，著艦速度為v0=42m/s．假若飛機(jī)著艦后，做勻減速運(yùn)動(dòng)，所受空氣和甲板的阻力Ff=2.0×104 N，而且著艦過(guò)程中航母靜止不動(dòng)．
（1）飛機(jī)著艦后，若僅受空氣阻力和甲板阻力作用，航母甲板至少多長(zhǎng)才能保證飛機(jī)不滑到海里？
（2）為了讓飛機(jī)在有限長(zhǎng)度的跑道上停下來(lái)，甲板上設(shè)置了阻攔索讓飛機(jī)減速，同時(shí)考慮到飛機(jī)尾鉤掛索失敗需要復(fù)飛的情況，飛機(jī)著艦時(shí)并不關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)．圖示為飛機(jī)勾住阻攔索后某一時(shí)刻的情景，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力大小F=1.2×105 N，阻攔索承受的張力大小FT=5.0×105N，阻攔索夾角θ =106°，空氣和甲板阻力保持不變，試求此時(shí)飛機(jī)的著艦加速度？（已知sin53°=0.8，cos53°=0.6）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

2012年11月，“殲15”艦載機(jī)在“遼寧號(hào)”航空母艦上著艦成功．圖（a）為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機(jī)在飛行甲板上快速停止的原理示意圖．飛機(jī)著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)立即關(guān)閉，阻攔系統(tǒng)通過(guò)阻攔索對(duì)飛機(jī)施加一作用力，使飛機(jī)在甲板上短距離滑行后停止，某次降落，以飛機(jī)著艦為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，飛機(jī)在t=0.4s時(shí)恰好鉤住阻攔索中間位置，其著艦到停止的速度-時(shí)間圖線如圖（b）所示．假如無(wú)阻攔索，飛機(jī)從著艦到停止需要的滑行距離約1000m．已知航母始終靜止，重力加速度的大小為g．則（　�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

2012年11月20日，我國(guó)自行研制的殲一15艦載機(jī)在“遼寧艦”上成功著艦和 起飛．質(zhì)量為m的艦載機(jī)，在靜止的航空母艦上從靜止開(kāi)始勻加速起飛，滑行t后可達(dá)到起飛 速度v1．當(dāng)飛機(jī)在著艦速度為v2時(shí)，為了使飛機(jī)能盡快停下來(lái)而不滑出跑道，需要放下尾部的 掛鉤，讓掛鉤鉤住航空母艦上的攔阻繩．同時(shí)為了防止沒(méi)有鉤住攔阻繩而出現(xiàn)意外，艦載機(jī)著 艦后需要保持起飛時(shí)的推力．當(dāng)艦載機(jī)的尾鉤鉤住攔阻繩后滑行x便能停下．假設(shè)起飛和著 艦時(shí)艦空母艦均處于靜止?fàn)顟B(tài)，艦載機(jī)所受阻力除攔阻繩外，其余均忽略不計(jì)，艦載機(jī)在著艦 時(shí)掛鉤立即鉤住攔阻繩．則：
（1）為了保證艦載機(jī)正常起飛，航空母艦滑行甲板的長(zhǎng)度至多長(zhǎng)？加速度為多大？
（2）艦載機(jī)著艦時(shí)，對(duì)攔阻繩的平均作用力為多大？

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