Question

我國自行研制的具有完全自主知識產權的第三代戰機 “殲—10”在軍事博物館展出，增強了國人的榮譽感。假設“殲—10” 戰機機翼產生的上升力滿足F = k S v²，式中S為機翼的面積，v為飛機的飛行速度，k為比例常量，S、k及飛機的質量m、重力加速度g均已知，

（1）求“殲—10”飛機起飛離地面時的最小速度v₀ （設飛機跑到是水平的）

（2）“殲—10”起飛時，保持恒定功率P沿與水平方向成37⁰角的直線勻速上升了t s（機身方向始終與水平方向成37⁰角），求“殲—10” 起飛時的速度及起飛時克服空氣阻力做的功。

（3）緊接著起“殲—10”立即以v₀的水平分速度不變（機身始終水平）又飛行了ts，求2ts末飛機的速度，此刻飛機離地面的高度。

Answer 1

（1）

（2）；

（3）；

解析:

（1）飛機起飛離地時的最小速度應滿足 mg = k S v²

  得 

（2）起飛時，“殲—10” 沿與水平方向成37^o角的直線勻速上升的受力圖如答圖所示，且滿足重力與上舉力的合力方向比沿與水平方向成37^o角的直線上。 

則有mg cos 37^o = F_N = k S v²   

得：

設此段時間內，飛機上升的高度為h₁，則    

設此段時間內，飛機克服空氣阻力做功為，由動能定理有

           解得      

（3）“殲—10”在豎直方向做勻加速運動，有

      解得       則       

              

此刻，飛機離地的高度為