题目
“辽宁号”航空母舰上舰载机的起飞问题一直备受关注.某学习小组的同学通过查阅资料对舰载机的起飞进行了模拟设计.如图,舰载机总质量为m,发动机额定功率为P,在水平轨道运行阶段所受阻力恒为f.舰载机在A处以额定功率启动,同时开启电磁弹射系统,它能额外给舰载机提供水平向右、大小为F的恒定推力.经历时间t1,舰载机运行至B处,速度达到v1,电磁弹射系统关闭.舰载机继续以额定功率加速运行至C处,经历的时间为t2,速度达到v2.此后,舰载机进入倾斜曲面轨道,在D处离开航母起飞.请根据以上信息求解下列问题. (1)电磁弹射系统关闭的瞬间舰载机的加速度; (2)水平轨道AC的长度.
答案:(1)根据功率表达式可得F1= 由牛顿第二运动定律得 F1-f=ma 解得a=-. (2)舰载机在A处以额定功率启动,同时开启电磁弹射系统,它能额外给舰载机提供水平向右、大小为F的恒定推力.经历时间t1,舰载机运行至B处,速度达到v1,AB长度设为x1,由动能定理 Pt1+Fx1-fx1=mv 电磁弹射系统关闭.舰载机继续以额定功率加速运行至C处,经历的时间为t2,速度达到v2,BC长度设为x2. 同理得Pt2-fx2=mv-mv 水平轨道的长度AC=x1+x2 联立以上三式解得 AC=+. 答案:(1)- (2)+