Question

16．我國自主研制的某型新一代戰(zhàn)斗機(jī)，它具備超音速巡航、電磁隱身、超機(jī)動(dòng)性、超視距攻擊等優(yōu)異性能．該飛機(jī)最大載油量為10t，它在航行時(shí)受到的阻力大小與速度的關(guān)系見表：

速度v/（m/s）	100	200	300	400	500
阻力f/N	0.3×104	1.2×104	2.7×104	4.8×104	7.5×104

已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是40%，飛機(jī)使用的航空燃油的熱值為5×10⁷J/kg．求：
（1）飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒10t燃油獲得的能量是多少焦？
（2）若在飛機(jī)油箱中加滿燃油，并且以500m/s的速度勻速直線飛行巡航時(shí)，飛機(jī)的最大航程是多少千米？

Answer 1

分析 （1）已知燃油的質(zhì)量，根據(jù)Q=mq求出放出的熱量；
（2）已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是40%，求得機(jī)械能，從表中查到500m/s時(shí)的阻力，利用W=fs可求得飛機(jī)的最大航程．

解答 解：（1）燃油完全燃燒放出的熱量：
Q=mq=1×10⁴kg×5×10⁷J/kg=5×10¹¹J；
（2）由（1）可知Q=5×10¹¹J；
已知飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油完全燃燒的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是40%，
則有用功：W=40%×Q=40%×5×10¹¹J=2×10¹¹J，
根據(jù)表格查出500m/s時(shí)的阻力為7.5×10⁴N，
則由W=fs=Fs，可得s=$\frac{W}{f}$=$\frac{2×1{0}^{11}J}{7.5×1{0}^{4}N}$≈2.7×10⁶m=2.7×10³km．
答：（1）飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒10t燃油獲得的能量是5×10¹¹J；
（2）若在飛機(jī)油箱中加滿燃油，并且以500m/s的速度巡航時(shí)，飛機(jī)的最大航程約是2.7×10³km．

點(diǎn)評(píng) 新一代戰(zhàn)斗機(jī)是一項(xiàng)高科技的研究成果，它包含了眾多與物理學(xué)相關(guān)的知識(shí)，我們應(yīng)該學(xué)會(huì)通過分析材料找出里面所包含的物理信息，并解答相關(guān)的疑問．