Question

【題目】飛機若僅依靠自身噴氣式發動機產生的推力起飛需要較長的跑道，某同學設計在航空母艦上安裝電磁彈射器以縮短飛機起飛距離，他的設計思想如下：如圖所示，航空母艦的水平跑道總長l=180 m，其中電磁彈射器是一種長度為l1=120 m的直線電機，這種直線電機從頭至尾可以提供一個恒定的牽引力F牽，一架質量為m=2.0×104kg的飛機，其噴飛式發動機可以提供恒定的推力F推=1.2×105N．假設飛機整個過程所受的平均阻力為飛機重力的0.2倍．飛機離艦起飛的速度v=100 m/s，航母處于靜止狀態，飛機可視為質量恒定的質點．請你求出(計算結果均保留二位有效數字)：

(1)飛機離開電磁彈射區后的加速度大小

(2)電磁彈射器的牽引力F牽的大小

(3)電磁彈射器輸出效率可以達到80%，則每彈射這樣一架飛機電磁彈射器需要消耗多少能量

Answer 1

【答案】(1) (2) 7.1×105N (3)J

【解析】

（1）在電磁彈射區外，由牛頓第二定律得：

解得

（2）由動能定理得：

解得F牽=7.1×105N

（3）電磁彈射器對飛機做的功為J

則其消耗的能量J