Question

【題目】2015年4月21日，重達2.3噸的世界上最大的太陽能飛機“陽光動力2號”降落在南京機場．如圖所示，該飛機機身和機翼均采用極輕的碳纖維材料．機翼上安裝有高效太陽能電池板，能提供65kW的最大功率，該飛機的最大飛行速度為140km/h．假設飛機停在水平地面時輪與地面的總接觸面積為0.1m2 ， g取10N/kg．求：
（1）飛機停在水平地面時對地面的壓強大小；
（2）當飛機發動機的輸出功率保持60kW，并以108km/h的速度水平勻速飛行時，發動機的牽引力大小；
（3）若飛機發動機保持60kW的輸出功率勻速飛行1h，發動機輸出的能量為多大？這些能量相當于多少升的航空燃油完全燃燒時釋放的能量？航空燃油的熱值取4×107J/kg，密度取0.75×103kg/m3 ．

Answer 1

【答案】解：（1）飛機在水平地面，對地面的壓力：
F=G=mg=2.3×103kg×10N/kg=2.3×104N；
飛機對地面的壓強：
p==2.3×105Pa；
（2）由P=Fv得：
F==2×103N；
（3）由P=得：
W=Pt=60×103W×3600s=2.16×108J；
由Q=qm得：
m==5.4kg；
由ρ=得：
V==7.2×10﹣3m3=7.2L．
答：（1）飛機停在水平地面時對地面的壓強為2.3×105Pa；
（2）發動機的牽引力大小2×103N；
（3）發動機輸出的能量為2.16×108J；這些能量相當于7.2L的航空燃油完全燃燒時釋放的能量．
【解析】（1）根據p=求出飛機停在水平地面時對地面的壓強；
（2）根據公式P==Fv計算牽引力的大小；
（3）根據W=Pt計算發動機輸出的能量；
根據m==計算燃料的質量，由V=計算燃料的體積．