Question

有些航空母艦上裝有幫助飛機(jī)起飛的彈射系統(tǒng)，已知某型號(hào)的戰(zhàn)斗機(jī)在跑道上加速時(shí)可能產(chǎn)生的最大加速度為5m/s²，當(dāng)飛機(jī)的速度達(dá)到50m/s時(shí)才能離開(kāi)航空母艦起飛，設(shè)航空母艦處于靜止?fàn)顟B(tài)．問(wèn)：
（1）若要求該飛機(jī)滑行160m后起飛，彈射系統(tǒng)必須使飛機(jī)具有多大的初速度？
（2）若某艦上不裝彈射系統(tǒng)，要求該種飛機(jī)仍能此艦上正常起飛，問(wèn)該艦身長(zhǎng)至少應(yīng)為多長(zhǎng)？
（3）若航空母艦上不裝彈射系統(tǒng)，設(shè)航空母艦甲板長(zhǎng)為L(zhǎng)=210m，為使飛機(jī)仍能此艦上正常起飛，這時(shí)可以先讓航空母艦沿飛機(jī)起飛方向以某一速度勻速航行，則這個(gè)速度至少為多少？

Answer 1

解：（1）根據(jù)速度位移公式得，m/s=30m/s．
（2）不裝彈射系統(tǒng)時(shí)，v²=2aL，解得L=．
（3）設(shè)飛機(jī)起飛所用的時(shí)間為t，在時(shí)間t內(nèi)航空母艦航行的距離為L(zhǎng)₁，航空母艦的最小速度為v₁．
對(duì)航空母艦有：L₁=v₁t
對(duì)飛機(jī)有：v=v₁+at
v²-v₁²=2a（L+L₁）
聯(lián)立解得v₁=10m/s．
答：（1）彈射系統(tǒng)必須使飛機(jī)具有30m/s的初速度．
（2）若某艦上不裝彈射系統(tǒng)，要求該種飛機(jī)仍能此艦上正常起飛，該艦身長(zhǎng)至少應(yīng)為250m．
（3）速度至少為10m/s．
分析：本題（1）、（2）問(wèn)的關(guān)鍵是靈活運(yùn)用速度位移公式進(jìn)行求解．第三問(wèn)抓住飛機(jī)的位移等于甲板的長(zhǎng)度與航空母艦的位移之和，運(yùn)用速度位移公式進(jìn)行求解．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握勻變速直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，并能靈活運(yùn)用．