Question

8．我國自主研制的AG600是目前世界最大的水陸兩棲飛機．AG600可在水面直接起飛，主要用于森林滅火和水上救援．空載時的總質量為41.5噸，用于滅火時一次最多攜帶水12噸．根據以上信息，回答下列問題：
（1）裝滿水的AG600從水面起飛至400米高空，飛機克服重力至少需要做多少功？
（2）飛機在投水滅火過程中，若保持一定高度勻速飛行，則這一過程中飛機的機械能將減小．
（3）飛機噴灑完水，靜止漂浮在水面上時受到的浮力為多少牛？

Answer 1

分析 （1）根據W=Gh=mgh可求飛機克服重力做的功；
（2）動能大小的影響因素：質量、速度．質量越大，速度越大，動能越大．重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度．質量越大，高度越高，重力勢能越大；機械能=動能+勢能；
（3）根據物體的浮沉條件可知，物體漂浮，浮力等于重力．

解答 解：AG600攜帶水時的總質量：m=41.5t+12t=53.5t=5.35×10⁴kg，
上升的高度：s=400m，
總重力：G=mg=5.35×10⁴kg×10N/kg=5.35×10⁵N，
飛機克服重力至少需要做功：
W=Fs=Gs=5.35×10⁵N×400m=2.14×10⁸J；
（2）裝滿水的AG600在投水滅火過程中，在空中某一高度勻速飛行，飛機的質量減小，速度不變，動能減小；高度不變，飛機的重力勢能減小；飛機在噴灑水時，沒有發生彈性形變，不具有彈性勢能，所以機械能=動能+重力勢能，機械能減小．
（3）飛機的質量；m_飛機=41.5t=4.15×10⁴kg，
因為漂浮，所以F_浮=G_飛機=m_飛機g=4.15×10⁴kg×10N/kg=4.15×10⁵N．
答：（1）飛機克服重力至少需要做功2.14×10⁸J；（2）減小；（3）飛機收到的浮力為4.15×10⁵N．

點評 本題主要考查功、機械能、浮沉條件，是一道綜合題．