由航空工業部六O五研究所自行設計的“海鷗300”輕型水陸兩棲飛機（如圖所示）已於2010年11月10月在石家莊...

問題詳情：

由航空工業部六O五研究所自行設計的“海鷗300”輕型水陸兩棲飛機（如圖所示）已於2010年11月10月在石家莊首飛成功，該機可載4﹣6名乘客，配置有高*能的發動機和先進航空儀表裝置，可用於公務飛行、貨物運輸、海岸巡邏等．設飛機和乘客的總質量為4000kg，g取10N/kg．（忽略飛機所受空氣的浮力）

（1）飛機停在水面時，排開水的體積是多少？

（2）若飛機在空中以100m/s的速度水平勻速飛行時，飛機在水平方向受到的阻力為飛機重力的0.1倍，求此時飛機發動機的功率是多少？

（3）若在（2）的條件下增大飛機發動機的功率，試討論飛機在水平方向上受力和運動速度的變化，以及飛機升力的變化．

（4）飛機在試飛過程中曾以最大功率沿著上下高差為120m，長1200m的航線飛行，若飛機和乘客的總質量不變，飛行速度保持100m/s，配套航空發動機的功率至少應該是多少kw？

【回答】

解：（1）飛機停在水面時，處於漂浮狀態，

則飛機受到的浮力：

F浮=G=mg=4000kg×10N/kg=4×104N，

由F浮=ρgV排可得，飛機排開水的體積：

V排===4m3；

（2）因飛機水平方向勻速飛行時處於平衡狀態，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，

所以，發動機的牽引力：

F=f=0.1G=0.1×4×104N=4×103N，

則飛機發動機的功率：

P=Fv=4×103N×100m/s=4×105W；

（3）在（2）的條件下，若增大飛機發動機的功率，飛機發動機的牽引力會增大，牽引力大於飛機在水平方向受到的阻力，飛機的飛行速度就會增大；

飛機的飛行速度增大，飛機在水平方向受到的阻力會增大；

由於飛機的飛行速度增大，飛機機翼上下兩個表面所受空氣的壓強差就越大，故飛機的升力就會增大；

（4）飛機在試飛過程中需要克服重力所做的功：

W1=Gh=4×104N×120m=4.8×106J，

需要克服阻力所做的功：

W2=fs=4×103N×1200m=4.8×106J，

則至少需要做的功為：

W=W1+W2=4.8×106J+4.8×106J=9.6×106J，

由v=得所用時間：

t===12s，

則功率：

P===8×105W=800kW．

答：（1）飛機停在水面時，排開水的體積是4m3；

（2）此時飛機發動機的功率是4×105W；

（3）若在（2）的條件下增大飛機發動機的功率，飛機在水平方向上受力、運動速度、飛機升力均變大，分析過程如上所示；

（4）配套航空發動機的功率至少應該是800kW．

知識點：八年級下

題型：計算題