题目
滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式.飞机跑道的前一部分是水平的,跑道尾段略微向上翘起.飞机在尾段翘起跑道上的运动虽然会使加速度略有减小,但能使飞机具有斜向上的速度,有利于飞机的起飞.假设某飞机滑跃式起飞过程是两段连续的匀加速直线运动:前一段的加速度为7.8m/s2,位移为180m;后一段的加速度为5.2m/s2,路程为15m,求飞机离舰时的速度有多大?
滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式.飞机跑道的前一部分是水平的,跑道尾段略微向上翘起.飞机在尾段翘起跑道上的运动虽然会使加速度略有减小,但能使飞机具有斜向上的速度,有利于飞机的起飞.假设某飞机滑跃式起飞过程是两段连续的匀加速直线运动:前一段的加速度为7.8m/s2,位移为180m;后一段的加速度为5.2m/s2,路程为15m,求飞机离舰时的速度有多大?
题目解答
答案
54.4m/s
解析
考查要点:本题主要考查匀变速直线运动的速度位移公式及其连续性应用,需要学生理解两段连续加速过程中的速度关联。
解题核心思路:
- 分段处理:将整个运动分为前后两段匀加速直线运动,分别应用速度位移公式。
- 速度关联:第一段末速度是第二段的初速度,通过这一关系建立方程。
- 逐段计算:先求第一段末速度,再代入第二段求最终速度。
破题关键点:
- 明确初速度与末速度的传递关系,确保两段计算的连贯性。
- 正确选择公式:使用$v^2 = v_0^2 + 2as$,注意初速度和位移的对应关系。
第一段匀加速运动
已知:
- 初速度 $v_{01} = 0$(飞机从静止开始加速),
- 加速度 $a_1 = 7.8 \, \text{m/s}^2$,
- 位移 $s_1 = 180 \, \text{m}$。
根据速度位移公式:
$v_1^2 = v_{01}^2 + 2a_1s_1$
代入数据:
$v_1 = \sqrt{2 \cdot 7.8 \cdot 180} = \sqrt{2808} \approx 52.99 \, \text{m/s}$
第二段匀加速运动
已知:
- 初速度 $v_{02} = v_1 \approx 52.99 \, \text{m/s}$,
- 加速度 $a_2 = 5.2 \, \text{m/s}^2$,
- 位移 $s_2 = 15 \, \text{m}$。
根据速度位移公式:
$v_2^2 = v_{02}^2 + 2a_2s_2$
代入数据:
$v_2 = \sqrt{52.99^2 + 2 \cdot 5.2 \cdot 15} = \sqrt{2808 + 156} = \sqrt{2964} \approx 54.4 \, \text{m/s}$