(1)航空母艦是大規(guī)模戰(zhàn)爭中的重要武器,靈活起降的飛機是它主要攻擊力之一,民航客機起飛時要在2.5min內使飛機從靜止加速到44m/s而離地,艦載飛機借助助推設備,在2s內就可把飛機從靜止加速到83m/s.而離艦,設起飛時飛機在跑道上做勻加速運動,供客機起飛的跑道長度約是航空母艦的甲板跑道長多少倍.
(2)航空母艦上的飛機起飛時,航空母艦以一定速度航行以保證飛機能安全起飛.某航空母艦上的戰(zhàn)斗機起飛過程最大加速度是4.5m/s2,速度需大于60m/s才能起飛,該航空母艦甲板長225m,為了使飛機能安全起飛,航空母艦的最小速度是多少?方向向哪?
(3)若航空母艦上的直升機垂直于甲板勻加速飛行到高度為H的天空,如果加速度a和每秒鐘的耗油量Q之間的關系是Q=a?α+β(α,β為大于零的常數).應當選擇怎樣的加重速度,才能使這架飛機上升到H高度時的耗油量最低?
【答案】
分析:(1)根據平均速度求出客機及艦載飛機的起飛距離,則可求得兩者的倍數關系;
(2)可以將航母的飛行速度看作是飛機的初速度,則航空母艦為參考系可求出其最小速度;
(3)由勻變速直線運動公式可求出高度與加速度的關系,根據題目中給出的可得出數學表達式,根據數學知識可得出最小的加速度.
解答:解:(1)客機的起飛距離為:S
客=
=
×150=3300m;
艦載飛機的起飛距離為:s
艦=
t=
×2=83m;
兩者的比值為:
=
=40;
(2)以航空母艦為參考系(v=60m/s,a=4.5m/s
2)
(v-v
航)
2=2aL
v
航=v-
=15m/s;
方向與飛機起飛的方向相同;
(3)設上升H用時為t
H=
at
2Q=aα+β
Q
總=Qt
解得:Q
總=
+
xβ
當
=
時,Q
總最小
故a=
答:(1)供客機起飛的跑道長度約是航空母艦的甲板跑道長40倍;
(2)航空母艦的最小速度是15m/s;
(3)加速度大小為
時,油耗最少.
點評:本題為信息題要抓住題目中給出的信息,結合運動學公式進行分析解答,同時注意數學規(guī)律的正確應用.