Question

15．2017年5月5日，我國自主研制的新一代噴氣式大型客機C919成功首飛，揭開了中國民用飛機發展史上嶄新的一頁，C919空載質量為60t，輪胎與地面接觸總面積為0.5m²，在空中以90m/s的速度水平方向勻速飛行80min，受到的阻力為1.2×10⁵N．（g取10N/kg）求：
（1）C919空載停在機場的水平地面上時，對地面產生的壓強是多少？
（2）飛行過程中發動機的功率是多少？
（3）若發動機的效率為48%，飛行80min過程中消耗燃油的質量是多少？（q_燃油=4.5×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）水平面上的物體，對水平面的壓力大小等于物體的重力，由p=$\frac{F}{S}$求解；
（2）勻速飛行過程中，所受的阻力與牽引力為一對平衡力，由P=$\frac{W}{t}$解題；
（3）由η=$\frac{{W}_{有}}{Q}$和Q=mq解題．

解答 解：（1）飛機停在水平地面上：F壓=G=mg=60×1000kg×10N/kg=600000N，
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{600000N}{0.5{m}^{2}}$=1.2×10⁶Pa；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得：s=vt=90m/s×80×60s=4.32×10⁵m，
飛機水平勻速飛行：F=f=1.2×10⁵N，
W=Fs=1.2×10⁵N×4.32×10⁵m=5.184×10¹⁰J，
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{5.184×1{0}^{10}J}{4800s}$=1.08×10⁷W；
（3）由η=$\frac{{W}_{有}}{Q}$可得：Q=$\frac{W}{η}$=$\frac{5.184×1{0}^{10}J}{48%}$=1.08×10¹¹J，
由Q=mq可得，m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{1.08×1{0}^{11}J}{4.5×1{0}^{7}J/kg}$=2400kg．
答：（1）C919空載停在機場的水平地面上時，對地面產生的壓強是1.2×10⁶Pa；
（2）飛行過程中發動機的功率是1.08×10⁷W；
（3）若發動機的效率為48%，飛行80min過程中消耗燃油的質量是2400kg．

點評 本題考查了壓強、功及功率、效率的計算，綜合性強，要掌握勻速運動的物體的特點．