Question

【題目】航空母艦甲板上，需蒸汽彈射器輔助戰(zhàn)斗機(jī)的起飛，它的過(guò)程簡(jiǎn)化如圖所示，高溫高壓的蒸汽逬入弾射汽缸后通過(guò)牽引器在短距離s內(nèi)對(duì)飛機(jī)做功，使飛機(jī)達(dá)到起飛速度，某蒸汽彈射器每彈射一次對(duì)飛機(jī)做功9×107J，所用時(shí)間為 4.5s，s=50m；

(1)在彈射飛機(jī)時(shí)，高溫高壓氣體推動(dòng)活塞快速向前運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中，_____能轉(zhuǎn)化為_____能；飛機(jī)起飛后，氣缸內(nèi)氣體的溫度將_____；

(2)若使飛機(jī)更易起飛，應(yīng)_____（選填“順風(fēng)”或“逆風(fēng)”）彈射；

(3)飛機(jī)弾射起飛過(guò)程中的平均速度是多少？_____

(4)該蒸汽彈射器對(duì)飛機(jī)做功的功率是多少？_____

(5)蒸汽彈射器通過(guò)牽引器對(duì)飛機(jī)的平均作用力多大？_____

Answer 1

【答案】內(nèi) 機(jī)械 降低 逆風(fēng) 11.1m/s 2×107W 1.8×106N

【解析】

(1)[1][2]彈射器是利用蒸汽的內(nèi)能對(duì)外做功，因此在此過(guò)程中，彈射器將蒸汽的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的機(jī)械能。

[3]飛機(jī)起飛后，由于汽缸內(nèi)氣體的對(duì)外做功，所用氣體的內(nèi)能減小，溫度將降低。

(2)[4]逆風(fēng)彈射使飛機(jī)更易起飛，因?yàn)轱w機(jī)逆風(fēng)起飛時(shí)，飛機(jī)相對(duì)于空氣有一個(gè)較大的相對(duì)速度，從而獲得足夠的升力。

(3) [5]s=50m，所用時(shí)間為 4.5s，根據(jù)公式

平均速度是11.1m/s。

(4)[6]蒸汽彈射器的對(duì)飛機(jī)做功的功率

則蒸汽彈射器的對(duì)飛機(jī)做功的功率是2×107W。

(5)[7]由可得

蒸汽彈射器通過(guò)牽引器對(duì)飛機(jī)的平均作用力是1.8×106N。

答：(1)在彈射飛機(jī)時(shí)，高溫高壓氣體推動(dòng)活塞快速向前運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；飛機(jī)起飛后，氣缸內(nèi)氣體的溫度將降低。

(2)若使飛機(jī)更易起飛，應(yīng)逆風(fēng)彈射。

(3)飛機(jī)弾射起飛過(guò)程中的平均速度是11.1m/s。

(4)該蒸汽彈射器對(duì)飛機(jī)做功的功率是2×107W。

(5)蒸汽彈射器通過(guò)牽引器對(duì)飛機(jī)的平均作用力是1.8×106N。