Question

【題目】如圖所示是我國第一次完全自主設計并制造“翔鳳”飛機．于年月日試飛首飛獲得了成功，并計劃在年開始逐步投入規�；�生產．

翔鳳支線客機使用的是噴氣式發動機，其原理是：將吸入的空氣與燃油混合，點火爆炸后膨脹產生高速空氣向后噴出，發動機將空氣向后噴出時推動飛機向前運動．這是因為________．

飛機的升力是由于機翼上、下表面出現了壓力差，垂直于相對氣流方向的壓力差的總和就是機翼的升力．這樣飛機借助機翼上獲得的升力克服地球引力，從而翱翔在藍天上了．飛機機翼導流板橫截面的形狀是下列四如圖中的________．

物體在流體（液體和氣體）中運動時，受到阻礙物體運動的力，稱作為“流體阻力”．飛機機身設計成“流線形”是為了減小________．影響“流體阻力”大小的因素有物體的形狀和大小、物體表面的粗糙程度、物體和液體間相對運動的速度以及物體垂直于運動方向的橫截面大小．某同學為了驗證“流體阻力的大小與運動物體表面粗糙程度有關”，設計了如下實驗方案：

①用彈簧測力計拉一艘表面光滑的船模型在水中運動，并記下彈簧測力計的示數；

②用彈簧測力計拉另一艘表面粗糙的船模型在水中運動，并記下彈簧測力計示數；

③通過比較與 大小，就能得出物體受到流體阻力是否與物體表面粗糙程度有關．

請你對該同學的實驗方案進行評估，指出其中存在的問題（僅要求寫兩點）：

、________；

、________．

飛機在跑道上緩慢滑行時，通過跑道上的壓力感應裝置測得飛機前輪壓強為，后輪壓強為，已知前輪觸地總面積，后輪觸地總面積．求此滑行飛機的質量____________．

“翔鳳”首次試飛消耗燃油，行程，已知航空燃油的熱值為，發動機效率為，求飛機在試飛時獲得的平均水平推力______________________．

Answer 1

【答案】物體間力的作用是相互的 空氣阻力 拉動時，彈簧測力計要水平運動 拉動時，彈簧測力計要做勻速運動 ．

【解析】

(1)發動機將空氣向后噴出時推動飛機向前運動。這是因為物體間力的作用是相互的。(2)飛機的機翼應該是上凸下平，這樣上方空氣流速快、壓強小，下方空氣流速慢、壓強大，可產生向上的壓強差，從而獲得升力，故只有D的形狀是正確的。(3)飛機機身設計成“流線形”是為了減小空氣阻力。在探究實驗中，根據控制變量法的要求，應探究其它的量不變，只改變模型表面的粗糙程度，因此，實驗中存在的問題包括：拉動時，彈簧測力計要水平運動；拉動時，彈簧測力計要做勻速運動；兩次拉動的速度要相同；選取的兩個航模形狀、大小要相同；兩個航模垂直于運動方向的橫截面大小要相同等。(4)由公式p＝得，前輪對地面的壓力：F1＝p1S1＝2.0×105Pa×0.25m2＝5×104N，后輪對地面的壓力：F2＝p2S2＝2.5×105Pa×1.2m2＝3.0×105N，飛機對地面的總壓力：F＝F1+F2＝3.5×105N，飛機的重力：G＝F＝3.5×105N，由G＝mg得，飛機的質量：m＝ ＝3.5×104kg，(5)燃油完全燃燒放出的熱量：Q總＝mq＝1.5×103kg×8.0×107J/kg＝1.2×1011J，有效利用的能量：W有＝ηQ總＝20%×1.2×1011J＝2.4×1010J，由W有＝Fs得，飛機在試飛時獲得的平均水平推力：F＝＝4×104N.