美國“肯尼迪”號航空母艦艦體長318.5m，艦上有幫助飛機(jī)起飛的彈射系統(tǒng)．飛行甲板上用于飛機(jī)起飛的跑道長200m，艦上搭載的戰(zhàn)機(jī)為“F/A-18”型（綽號大黃蜂）戰(zhàn)機(jī)．已知該型號戰(zhàn)機(jī)的總質(zhì)量為16噸，最小起飛速度為50m/s．該戰(zhàn)機(jī)起飛時在跑道上滑行過程中所受阻力為其重力的0.1倍，發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的推力為8×l04N．（重力加速度g=10m/s2）
求：
（1）該戰(zhàn)機(jī)起飛時在跑道上滑行過程中的加速度；
（2）為保證戰(zhàn)機(jī)正常起飛，彈射系統(tǒng)對飛機(jī)至少做多少功：
（3）若彈射系統(tǒng)已經(jīng)損壞，可采用什么方法使飛機(jī)在航空母艦上起飛．
分析：（1）根據(jù)牛頓第二定律求出戰(zhàn)機(jī)起飛時在跑道上滑行過程中的加速度．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的速度位移公式求出戰(zhàn)機(jī)的初速度，根據(jù)彈射系統(tǒng)對戰(zhàn)機(jī)做的功等于飛機(jī)的初動能，求出彈射系統(tǒng)對戰(zhàn)機(jī)做的功．
（3）若彈射系統(tǒng)損壞，只要讓航空母艦以一定的速度行駛，這樣飛機(jī)起飛的速度等于航空母艦的初速度，可以使得飛機(jī)在一定的位移內(nèi)速度達(dá)到50m/s．
解答：解：（1）根據(jù)牛頓第二定律得：F-Ff=ma
Ff=0.1mg
代入可解得：a=4m/s2
（2）設(shè)飛機(jī)被彈射系統(tǒng)彈出時速度為v0，彈射系統(tǒng)對其做功為W，則：W=
1
2
m
v
2
0

離開彈射系統(tǒng)后做勻加速運(yùn)動．離開地面時的速度為vt，則：
v
2
t
-
v
2
0
=2ax
代入數(shù)值后解得：W=7.2×106J
（3）若沒有彈射系統(tǒng)，只要讓航母沿著飛機(jī)起飛的方向，以一定的速度前進(jìn)，就能保證飛機(jī)正常起飛．
答：（1）該戰(zhàn)機(jī)起飛時在跑道上滑行過程中的加速度a=4m/s2．
（2）為保證戰(zhàn)機(jī)正常起飛，彈射系統(tǒng)對飛機(jī)至少做7.2×106J．
（3）若沒有彈射系統(tǒng)，只要讓航母沿著飛機(jī)起飛的方向，以一定的速度前進(jìn)，就能保證飛機(jī)正常起飛．
點評：解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動的速度位移公式，以及掌握牛頓第二定律，并能熟練運(yùn)用．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)美國東部時間2007年9月27日早7時20分，美國航空航天局（NASA）的“黎明”號探測器從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心順利升空，計劃在未來8年時間里飛抵位于小行星帶的終點站．“黎明”號探測器使用離子發(fā)動機(jī)，與傳統(tǒng)的航天器化學(xué)燃料發(fā)動機(jī)不同，新型發(fā)動機(jī)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再通過電能電離惰性氣體氙氣的原子，產(chǎn)生時速達(dá)14.32萬千米的離子流作為推動力，“黎明”號上安裝了3個離子推進(jìn)器和2個巨大的太陽能板，雙翼間距近20米，足以為它提供穿越太空的能量，燃料利用效率是傳統(tǒng)化學(xué)燃料發(fā)動機(jī)的10倍． 離子推進(jìn)器是新一代航天動力裝置，可用于衛(wèi)星姿態(tài)控制和軌道修正．推進(jìn)劑從圖中P處注入，在A處電離出正離子，BC之間加有恒定電壓，正離子進(jìn)入B時的速度忽略不計，經(jīng)加速后形成電流為I的離子束后噴出．已知推進(jìn)器獲得的推力為F，單位時間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為J，為研究問題方便，假定離子推進(jìn)器在太空中飛行時不受其他外力，忽略推進(jìn)器運(yùn)動速度．
（1）求加在BC間的電壓U；
（2）為使離子推進(jìn)器正常運(yùn)行，必須在出口D處向正離子束注入電子，試解釋其原因．

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科目：高中物理 來源： 題型：

美國東部時間2007年9月27日早7時20分，美國航空航天局(NASA)的“黎明”號探測器從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心順利升空，計劃在未來8年時間里飛抵位于小行星帶的終點站�！袄杳鳌碧柼綔y器使用離子發(fā)動機(jī), 與傳統(tǒng)的航天器化學(xué)燃料發(fā)動機(jī)不同，新型發(fā)動機(jī)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再通過電能電離惰性氣體氙氣的原子，產(chǎn)生時速達(dá)14.32萬千米的離子流作為推動力, “黎明”號上安裝了3個離子推進(jìn)器和2個巨大的太陽能板，雙翼間距近20米，足以為它提供穿越太空的能量，燃料利用效率是傳統(tǒng)化學(xué)燃料發(fā)動機(jī)的10倍。 離子推進(jìn)器是新一代航天動力裝置，可用于衛(wèi)星姿態(tài)控制和軌道修正。推進(jìn)劑從圖中P處注入，在A處電離出正離子，BC之間加有恒定電壓，正離子進(jìn)入B時的速度忽略不計，經(jīng)加速后形成電流為I的離子束后噴出。已知推進(jìn)器獲得的推力為F，單位時間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為J, 為研究問題方便，假定離子推進(jìn)器在太空中飛行時不受其他外力，忽略推進(jìn)器運(yùn)動速度。
    (1)求加在BC間的電壓U;
    (2)為使離子推進(jìn)器正常運(yùn)行，必須在出口D處向正離子束注入電子，試解釋其原因。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

美國東部時間2007年9月27日早7時20分，美國航空航天局（NASA）的“黎明”號探測器從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心順利升空，計劃在未來8年時間里飛抵位于小行星帶的終點站．“黎明”號探測器使用離子發(fā)動機(jī)，與傳統(tǒng)的航天器化學(xué)燃料發(fā)動機(jī)不同，新型發(fā)動機(jī)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再通過電能電離惰性氣體氙氣的原子，產(chǎn)生時速達(dá)14.32萬千米的離子流作為推動力，“黎明”號上安裝了3個離子推進(jìn)器和2個巨大的太陽能板，雙翼間距近20米，足以為它提供穿越太空的能量，燃料利用效率是傳統(tǒng)化學(xué)燃料發(fā)動機(jī)的10倍． 離子推進(jìn)器是新一代航天動力裝置，可用于衛(wèi)星姿態(tài)控制和軌道修正．推進(jìn)劑從圖中P處注入，在A處電離出正離子，BC之間加有恒定電壓，正離子進(jìn)入B時的速度忽略不計，經(jīng)加速后形成電流為I的離子束后噴出．已知推進(jìn)器獲得的推力為F，單位時間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為J，為研究問題方便，假定離子推進(jìn)器在太空中飛行時不受其他外力，忽略推進(jìn)器運(yùn)動速度．
（1）求加在BC間的電壓U；
（2）為使離子推進(jìn)器正常運(yùn)行，必須在出口D處向正離子束注入電子，試解釋其原因．
精英家教網(wǎng)

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科目：高中物理 來源：2008年高考物理考前沖刺練習(xí)（6）（解析版） 題型：解答題

美國東部時間2007年9月27日早7時20分，美國航空航天局（NASA）的“黎明”號探測器從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心順利升空，計劃在未來8年時間里飛抵位于小行星帶的終點站．“黎明”號探測器使用離子發(fā)動機(jī)，與傳統(tǒng)的航天器化學(xué)燃料發(fā)動機(jī)不同，新型發(fā)動機(jī)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再通過電能電離惰性氣體氙氣的原子，產(chǎn)生時速達(dá)14.32萬千米的離子流作為推動力，“黎明”號上安裝了3個離子推進(jìn)器和2個巨大的太陽能板，雙翼間距近20米，足以為它提供穿越太空的能量，燃料利用效率是傳統(tǒng)化學(xué)燃料發(fā)動機(jī)的10倍． 離子推進(jìn)器是新一代航天動力裝置，可用于衛(wèi)星姿態(tài)控制和軌道修正．推進(jìn)劑從圖中P處注入，在A處電離出正離子，BC之間加有恒定電壓，正離子進(jìn)入B時的速度忽略不計，經(jīng)加速后形成電流為I的離子束后噴出．已知推進(jìn)器獲得的推力為F，單位時間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為J，為研究問題方便，假定離子推進(jìn)器在太空中飛行時不受其他外力，忽略推進(jìn)器運(yùn)動速度．
（1）求加在BC間的電壓U；
（2）為使離子推進(jìn)器正常運(yùn)行，必須在出口D處向正離子束注入電子，試解釋其原因．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（6分）美國“肯尼迪”號航空母艦上裝有幫助飛機(jī)起飛的彈射系統(tǒng)，已知“F―A15”型戰(zhàn)斗機(jī)在跑道上產(chǎn)生的最大加速度為5.0m/s2，起飛速度為50m/s。若要該飛機(jī)滑行100m后起飛，則彈射系統(tǒng)必須使飛機(jī)具有         m/s的初速度。假設(shè)某航空母航不裝彈射系統(tǒng)，要求該飛機(jī)仍能在此艦上正常飛行，則該艦身長至少為         m。

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