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2012年*有了自己的航空母舰“辽宁号”,航空母舰上舰载机的起飞问题一直备受关注.某学习小组的同学通过查阅资料对舰载机的起飞进行了模拟设计.如图,舰载机总质量为m,发动机额定功率为P,在水平轨道运行阶段所受阻力恒为Ff.舰载机在A处以额定功率启动,同时开启电磁**系统,它能额外给舰载机提供水平向右、大小为F的恒定推力.经历时间t1,舰载机运行至B处,速度达到v1,电磁**系统关闭.舰载机继续以额定功率加速运行至C处,经历的时间为t2,速度达到v2.此后,舰载机进入倾斜曲面轨道,在D处离开航母起飞.请根据以上信息求解下列问题.
(1)电磁**系统关闭的瞬间,舰载机的加速度大小.
(2)水平轨道AC的长度.
(3)若不启用电磁**系统,舰载机在A处以额定功率启动,经历时间t到达C处,假设速度大小仍为v2,则舰载机的质量应比启用电磁**系统时减少多少?(该问AC间距离用x表示)
【回答】
(1)根据功率表达式可得F1=①
由牛顿第二定律F1-Ff=ma②
得a=-.③
(2)舰载机在A处以额定功率启动,同时开启电磁**系统,它能额外给舰载机提供水平向右、大小为F的恒定推力.经历时间t1,舰载机运行至B处,速度达到v1,由动能定理
Pt1+Fx1-Ffx1=mv④
电磁**系统关闭.舰载机继续以额定功率加速运行至C处,经历的时间为t2,速度达到v2.
同理得Pt2-Ffx2=mv-mv⑤
舰载机总位移AC=x1+x2⑥
联立④⑤⑥得
AC=+.
(3)全过程,根据动能定理有Pt-Ffx=m1v
应减少的质量Δm=m-m1
得Δm=m-
*:(1)-
(2)+
(3)m-
知识点:专题四 功和能
题型:综合题
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