Question

6．國產航空母裝有蒸汽彈射器輔助戰斗機的起飛，它的過程可簡化為如圖，高溫高壓的蒸汽進入彈射汽缸后通過牽引器在短距離s內對飛機做功，使飛機達到起飛速度，某蒸汽彈射器每彈射一次對飛機做功9×10⁷J，所用時間4.5s，s=50m；求

（1）該蒸汽彈射器的對飛機做功的功率是多少？
（2）蒸汽彈射器通過牽引器對飛機的平均作用力多大？
（3）若使飛機更易起飛，應該逆風還是順風彈射？

Answer 1

分析 （1）知道功的大小和做功時間，利用P=$\frac{W}{t}$求蒸汽彈射器的對飛機做功的功率；
（2）知道功的大小和距離，利用W=Fs求蒸汽彈射器通過牽引器對飛機的平均作用力；
（3）飛機的機翼通常都做成上面凸起，下面平直的形狀．這樣，當飛機起飛時，流過機翼上方的空氣流速大，壓強小，流過機翼下方的空氣流速小，壓強大．機翼上下方所受到的壓力差便形成向上的升力．

解答 解：
（1）蒸汽彈射器的對飛機做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{9×1{0}^{7}J}{4.5s}$=2×10⁷W；
（2）由W=Fs可得，蒸汽彈射器通過牽引器對飛機的平均作用力：
F=$\frac{W}{s}$=$\frac{9×1{0}^{7}J}{50m}$=1.8×10⁶N；
（3）逆風彈射使飛機更易起飛，因為飛機逆風起飛時，飛機相對于空氣有一個較大的相對速度，從而獲得足夠的升力．
答：（1）該蒸汽彈射器的對飛機做功的功率是2×10⁷W；
（2）蒸汽彈射器通過牽引器對飛機的平均作用力為1.8×10⁶N；
（3）若使飛機更易起飛，應該逆風彈射．

點評 本題考查了功的公式、功率公式的應用以及流體壓強與流速的關系，易錯點在第三問，明確飛機升力產生的原理是關鍵．