航空母舰上推动舰载机增大起飞速度、缩短滑跑距离的装置称为舰载机起飞弹射器，简称弹射器．电磁弹射器是新一代航母上用于舰载机快速升空的重要装备．设某现代化航母上要弹射起飞

Question

航空母舰上推动舰载机增大起飞速度、缩短滑跑距离的装置称为舰载机起飞弹射器，简称弹射器．电磁弹射器是新一代航母上用于舰载机快速升空的重要装备．设某现代化航母上要弹射起飞一架舰载战机，起飞质量2.4×10⁴kg，战机的喷气发动机水平总推力1.8×10⁵N，战机在弹射器和战机发动机合力作用下，由静止开始在水平弹射轨道上滑行75m后起飞，战机起飞速度为75m/s．设弹射器水平推力恒定，不计摩擦和空气阻力．

（1）求战机在弹射轨道上从静止到起飞的时间；
（2）若弹射时，发电机只给电磁弹射器供电，发电机效率为85%，电磁弹射器的效率为65%，求发电机功率．

Answer 1

（1）已知匀加速滑行距离s=75m，起飞速度v=75m/s，则匀加速滑行加速度
a=(v2)/(2s)①
在弹射轨道上从静止到起飞的时间t，则t=(v)/(a)②
代入数据得t=2s③
（2）已知喷气发动机水平总推力F0=1.8×105N，战机起飞质量M=2.4×10⁴kg，设电磁弹射器提供推力为F₁，则由牛顿第二定律得F₀+F₁=Ma④
电磁弹射器推力对战机所做的功为W，则W=F₁s⑤
电磁弹射器输出功率为P，则P=(W)/(t)⑥
设发电机功率为P₀，根据能量守恒定律得P=P0×85%⑦
代入数据解得P0=5×107W⑧
答：（1）战机在弹射轨道上从静止到起飞的时间为2s；
（2）发电机功率5×10⁷W．