Question

12．質量為2.3t的太陽能飛機停在水平地面時，輪與地面的總接觸面積為0.1m²，g取10N/kg．求：
（1）飛機停在水平地面時對地面的壓強大��；
（2）當飛機發(fā)動機的輸出功率保持60kW，并以108km/h的速度水平勻速飛行時，發(fā)動機的牽引力大�。�
（3）若飛機發(fā)動機保持60kW的輸出功率勻速飛行1h，發(fā)動機輸出的能量相當于多少千克航空燃油完全燃燒時釋放的能量．航空燃油的熱值取4×10⁷J/kg．

Answer 1

分析 （1）飛機在水平地面，對地面的壓力F=G=mg，知道受力面積，利用壓強公式求飛機對地面的壓強；
（2）知道飛機速度和功率，利用P=Fv求牽引力；
（3）利用W=Pt求發(fā)動機做功，由題知，航空燃油完全燃燒時釋放的能量，再利用Q_放=qm求燃油的質量．

解答 解：（1）飛機在水平地面，對地面的壓力：
F=G=mg=2.3×10³kg×10N/kg=2.3×10⁴N；
飛機對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2.3×1{0}^{4}N}{0.1{m}^{2}}$=2.3×10⁵Pa；
（2）飛機的速度：v=108km/h=30m/s，
由P=Fv得，發(fā)動機的牽引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{60×1{0}^{3}W}{30m/s}$=2×10³N；
（3）由P=$\frac{W}{t}$得，發(fā)動機輸出的能量：
W=Pt=60×10³W×3600s=2.16×10⁸J；
由題知，航空燃油完全燃燒時釋放的能量：Q_放=W=2.16×10⁸J，
由Q_放=qm得，航空燃油的質量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{2.16×1{0}^{8}J}{4×1{0}^{7}J}$=5.4kg．
答：（1）飛機停在水平地面時對地面的壓強大小為2.3×10⁵Pa；
（2）發(fā)動機的牽引力大小為2×10³N；
（3）發(fā)動機輸出的能量相當于5.4kg航空燃油完全燃燒時釋放的能量．

點評 本題主要考查了重力、功、功率、燃料完全燃燒放熱公式的應用，考查全面，難度適中，能熟練運用公式即可解題，要注意物理的單位統(tǒng)一．