Question

5．我國正在研制航母艦載機(jī)使用的電磁彈射器．艦載機(jī)總質(zhì)量為3.0×10⁴kg，設(shè)起飛過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的推力恒為1.0×10⁵N；彈射器有效作用長度為100m，推力恒定．要求艦載機(jī)在水平彈射結(jié)束時(shí)速度達(dá)到80m/s．已知彈射過程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)動(dòng)機(jī)推力之和，假設(shè)所受阻力為總推力的20%，則（　　）

• A． 彈射器的推力大小為1.1×10⁶N
• B． 彈射器對艦載機(jī)所做的功為1.1×10⁸J
• C． 彈射器對艦載機(jī)做功的平均功率為8.8×10⁷W
• D． 艦載機(jī)在彈射過程中的加速度大小為32m/s²

Answer 1

分析 根據(jù)勻變速規(guī)律由速度和位移求得加速度和時(shí)間，即可由牛頓第二定律求得彈射器推力，然后根據(jù)功的定義式求得功，進(jìn)而得到平均功率．

解答 解：D、艦載機(jī)在恒力作用下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過位移s=100m后的速度v=80m/s，故由勻變速規(guī)律可得加速度$a=\frac{{v}^{2}}{2s}=32m/{s}^{2}$，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為$t=\frac{v}{a}=2.5s$，故D正確；
A、艦載機(jī)運(yùn)動(dòng)過程受發(fā)動(dòng)機(jī)推力F₁，彈射器推力F₂，摩擦力f=0.2（F₁+F₂）和重力、支持力作用，那么由牛頓第二定律可得：F₁+F₂-f=ma，
所以，${F}_{2}=\frac{ma}{1-0.2}-{F}_{1}=1.1×1{0}^{6}N$，故A正確；
BC、由功的定義式可知：彈射器對艦載機(jī)做的功$W={F}_{2}s=1.1×1{0}^{8}J$，所以，彈射器對艦載機(jī)做功的平均功率$P=\frac{W}{t}=4.4×1{0}^{7}W$；故B正確，C錯(cuò)誤；
故選：ABD．

點(diǎn)評 經(jīng)典力學(xué)問題一般先對物體進(jìn)行受力分析，求得合外力及運(yùn)動(dòng)過程做功情況，然后根據(jù)牛頓定律、動(dòng)能定理及幾何關(guān)系求解．