如图中的.“翔凤”(ARJ21)是我国第一次完全自主设计并制造的支线飞机.于2008年11月28日试飞首飞1h获得了成功,并计划在2009年开始逐步投入规模化生产.(1)翔凤(ARJ21)支线客机使-物理

题文

如图中的.“翔凤”(ARJ21)是我国第一次完全自主设计并制造的支线飞机.于2008年11月28日试飞首飞1h获得了成功,并计划在2009年开始逐步投入规模化生产.
(1)翔凤(ARJ21)支线客机使用的是喷气式发动机,其原理是:将吸入的空气与燃油混合,点火爆炸后膨胀产生高速空气向后喷出,发动机将空气向后喷出时推动飞机向前运动.这是因为______.
(2)飞机的升力是由于机翼上、下表面出现了压力差,垂直于相对气流方向的压力差的总和就是机翼的升力.这样飞机借助机翼上获得的升力克服地球引力,从而翱翔在蓝天上了.飞机机翼导流板横截面的形状是下列四图中的______.



(3)物体在流体(液体和气体)中运动时,受到阻碍物体运动的力,称作为“流体阻力”.飞机机身设计成“流线形”是为了减小______.影响“流体阻力”大小的因素有物体的形状和大小、物体表面的粗糙程度、物体和液体间相对运动的速度以及物体垂直于运动方向的横截面大小.某同学为了验证“流体阻力的大小与运动物体表面粗糙程度有关”,设计了如下实验方案:
①用弹簧测力计拉一艘表面光滑的船模型在水中运动,并记下弹簧测力计的示数F1
②用弹簧测力计拉另一艘表面粗糙的船模型在水中运动,并记下弹簧测力计的示数F2
③通过比较F1与 F2的大小,就能得出物体受到流体阻力是否与物体表面粗糙程度有关.
请你对该同学的实验方案进行评估,指出其中存在的问题(仅要求写两点):
A.______;B.______.
(4)飞机在跑道上缓慢滑行时,通过跑道上的压力感应装置测得飞机前轮压强为2.0×105Pa,后轮压强为2.5×105Pa,已知前轮触地总面积0.25m2,后轮触地总面积1.2m2.求此滑行飞机的质量.
(5)“翔凤”首次试飞1h消耗燃油1.5T,行程600km,已知航空燃油的热值为8.0×107J/kg,发动机效率为20%,求飞机在试飞时获得的平均水平推力.

题型:问答题  难度:中档

答案

(1)火箭向后喷出气流,火箭对气流有向后的力,由于力的作用是相互的,气流对火箭有向前的力的作用,从而推动火箭前进;
(2)飞机的机翼的设计应该有利于飞机的起飞,即有利于飞机受到向上的升力作用,故据压强与流速的关系不难看出,机翼下方的空气流速应该小,压强大;机翼上方的空气流速大,压强小,从而使得机翼受到向上的升力,故分析四个选项不难看出D是正确的;
(3)飞机机身设计成“流线形”是为了减小空气阻力;
在这里,我们把小船所受的阻力转化为了测力计的示数,故我们应从测力计的示数和小船的阻力相等的角度分析,即需要让弹簧测力计要水平运动,且弹簧测力计要做匀速运动等;
(4)前轮对地面的压力F1=p1?s1=2×105Pa×0.25m2=0.5×105N;
后轮对地面的压力F2=p2?s2=2.5×105Pa×1.2m2=3×105N;
飞机对地面的压力等于飞机自身的重力G=F1+F2=3.5×105N;
所以飞机的质量m=
G
g
=
3.5×105N
10N/kg
=3.5×104kg.
(5)燃油燃烧所释放的总热量是:Q=mq=1.5×103kg×8.0×107J/kg=1.2×1011J;
其有效利用的热量是:
W=ηQ=1.2×1011J×20%=2.4×1010J
据公式:W=Fs 得:F=
W有
S
=
2.4×1010J
600000m
=4×104N.
故答案为:(1)物体间力的作用是相互的;(2)D;(3)空气阻力;A.拉动时,弹簧测力计要水平运动;B.拉动时,弹簧测力计要做匀速运动;(4)3.5×104kg;(5)4×104N.

据专家权威分析,试题“如图中的.“翔凤”(ARJ21)是我国第一次完全自主设计并制造的支线飞..”主要考查你对  流体压强和流速的关系,压强的大小及其计算,力作用的相互性  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

流体压强和流速的关系压强的大小及其计算力作用的相互性

考点名称:流体压强和流速的关系

  • 定义:
    流体:物理学中把没有一定形状、且很容易流动的液体和气体统称为流体。如:空气、水;

  • 流体压强与流速的关系:
    气体流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。液体也是流体。它与气体一样,流速大的位置压强小;流速小的位置压强大。轮船的行驶不能靠得太近就是这个原因。
    总之,对于流体来说,流速越大的位置压强越小,流速越小的位置压强越大。

    生活中跟流体的压强相关的现象:
    (1)窗外有风吹过,窗帘向窗外飘;
    (2)汽车开过后,路面上方尘土飞扬;
    (3)踢足球时的“香蕉球”;
    (4)打乒乓球时发出的“旋转球”等。

  • 生活中与流体压强相关问题的解答方法:
        在实际生活和生产中有许多利用流体压强跟流速的关系来工作的装置和现象,如飞机的机翼形状、家用煤气灶灶头工作原理、小汽车外形的设计等。利用这些知识还可以解释许多常见现象,如为什么两艘船不能并排行驶、列车站台上要设置安全线等。
        方法指南(1)首先要弄清哪部分流速快,哪部分流速慢;
    (2)流速快处压强小,压力也小,流速慢处压强大,压力也大;
    (3)流体受压力差作用而产生各种表现形式和现象。
    例1如图是非洲草原犬鼠洞穴的横截面示意图,犬鼠的洞穴有两个出口,一个是平的,而另一个则是隆起的土堆,生物学家不是很清楚其中的原因,他们猜想:草原犬鼠把其中一个洞的洞口堆成了包状,是为了建一处视野开阔的嘹望台,但是如果这一假设成立的话,它又为什么不在两个洞口都堆上土包呢?那样不是有两个嘹望台了吗?实际上两个洞口形状不同,决定了洞穴空气的流动方向。吹过平坦表面的空气运动速度小,压强大;吹过隆起表面的空气流速大,压强小。因此,地面上的风吹进了犬鼠的洞穴,给犬鼠带来了阵阵凉风。

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