Question

(14分) 中國首艘航母“瓦良格”號即將投入使用，航母服役將成為“中國軍隊全面推進軍事現代化進程的重大轉折點”。為了減少戰斗機起飛時在甲板上加速的時間和距離，現代航母大多采用了蒸汽彈射技術．一架總質量M=5.0x10³kg的戰機如果采用滑行加速(只依靠自身動力系統加速)，要達到v_o=60m／s的起飛速度，甲板水平跑道的長度至少為120m。采用蒸汽彈射技術，戰機在自身動力和持續的蒸汽動力共同作用下只要水平加速60m就能達到起飛速度。假設戰機起飛過程是勻加速直線運動，航母保持靜止，空氣阻力大小不變，取g=l0m／s²。
(1)采用蒸汽彈射技術，求戰機加速過程中加速度大小以及質量m=60kg的飛行員受到座椅作用力的大小。
(2)采用蒸汽彈射技術，彈射系統的彈力為多大?彈力在加速60m的過程中對戰機做的功是多少?

Answer 1

（1）（2）

（1）設戰機在自身動力和蒸汽動力共同作用下滑行的加速度為a，則
 解得a=30m/s²                          ①（1分）
飛行員受到座椅水平方向作用力   ②（2分）
飛行員受到座椅豎直方向作用力   ③（1分）
飛行員受到座椅作用力的大小 ④（1分）
（2）設戰機只依靠自身動力作用下滑行的加速度為a₁，空氣阻力為f，自身動力大小為F₁，彈射系統彈力大小為F₂。則
                 ⑤（1分）
               ⑥（2分）
          ⑦（2分）
解得F₂=7.5×10⁴N          ⑧（2分）
      ⑨（2分）