某喷气式飞机按照设定的直线运动模式,利用计算机控制制动装置,实现安全准确地降落、滑行、停机。制动装置包括:机轮刹车装置(主要是通过控制飞机起落架下面的轮胎受到的摩擦力进行减速)、反推力刹车装置(主要是通过向前喷出高速气体利用反推力来减速)、气动刹车装置(主要是通过装在机翼上的减速板增大空气阻力来减速)三部分组成。图1所示为该飞机在降落滑行过程中设定的加速度大小a随飞机滑行速度的变化曲线。

(1)求飞机速度从20m/s降至10m/s经历的时间t及滑行的距离x;
(2)气动刹车装置的外形如图甲所示,可借助如图乙所示的简化示意图来理解。假设某时刻飞机降落后水平滑行的速度大小为v,流经竖直减速板的空气经阻挡后只沿减速板两侧均匀流出。设空中风速可忽略不计,在对以下问题的解答过程中需要用到但题目没有给出的物理量,要对所使用的字母做必要的说明。
①飞机开始制动时,其速度和气动刹车产生的加速度大小对应图1中的P点。请论证气动刹车装置产生的加速度大小随飞机速度的变化关系,并在图1中定性画出图线;
②制动过程中,除机轮刹车装置制动、反推力刹车装置制动、气动刹车装置制动外,飞机还会受到空气的其他阻力,假设该阻力的大小满足f=kv,其中k为常量,v为飞机的速度。假设机轮刹车装置制动提供的阻力与飞机所受的重力G成正比,比例系数为μ,结合第①问的结论,通过定量计算说明:飞机速度从20m/s降至10m/s的过程中,反推力刹车装置相对于飞机向前喷出气体的速度v′的变化情况。
【答案】(1)50s 750m
(2)①

②飞机向前喷出气体的速度v'应该变大
(2)①

②飞机向前喷出气体的速度v'应该变大
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:168引用:3难度:0.3
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