随着电磁技术的日趋成熟，我国新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术，它的阻拦技术原理是，飞...

2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功，它的阻拦技术原理是，飞机着舰时利用阻拦索的作用力使它快速停止。随着电磁技术的日趋成熟，新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术，它的阻拦技术原理是，飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止。为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型。在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。轨道端点MP间接有阻值为R的电阻。一个长为L、质量为m、阻值为r的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。质量为M的飞机以水平速度v0迅速钩住导体棒ab，钩住之后关闭动力系统并立即获得共同的速度。假如忽略摩擦等次要因素，飞机和金属棒系统仅在安培力作用下很快停下来。求：

（1）飞机钩住金属棒后它们获得的共同速度v的大小；

（2）飞机在阻拦减速过程中获得的加速度a的最大值；

（3）从飞机钩住金属棒到它们停下来的整个过程中运动的距离x。

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随着电磁技术的日趋成熟，新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术，它的原理是，飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止。为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型。在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。轨道端点MP间接有阻值为R的电阻。一个长为L、质量为m、阻值为r的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。飞机着舰时质量为M的飞机迅速钩住导体棒ab，钩住之后关闭动力系统并立即获得共同的速度v ,忽略摩擦等次要因素，飞机和金属棒系统仅在安培力作用下很快停下来。求

（1）飞机在阻拦减速过程中获得的加速度a的最大值；

（2）从飞机与金属棒共速到它们停下来的整个过程中R上产生的焦耳热QR；

（3）从飞机与金属棒共速到它们停下来的整个过程中运动的距离x。

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随着电磁技术的日趋成熟，我国新一代航母已准备采用全新的电磁阻拦技术，它的阻拦技术原理是，飞机着舰时利用电磁作用力使它快速停止。为研究问题的方便，我们将其简化为如图所示的模型。在磁感应强度为B、方向如图所示的匀强磁场中，两根平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，轨道端点MP间接有电阻，一个长为L，质量为m的金属导体棒ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好，金属棒、导轨、电阻一起构成一个回路，回路的总电阻为R。质量为M的飞机着舰后以水平速度v0迅速钩住导体棒ab，并立即与ab获得共同的速度。钩住ab立即关闭动力系统，假如忽略摩擦阻力等次要因素，飞机和金属棒系统仅在安培力作用下很快停下来。求：

（1）飞机与ab棒共速时的加速度大小a；

（2）从飞机与ab棒共速到它们停下来的过程中运动的距离x以及该过程中产生的焦耳热

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（8分）如图所示为利用阻拦系统让舰载机在航母的飞行甲板上快速停止的原理示意图．飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止。设飞机着舰时恰好钩住阻拦索中间位置，经过图示位置时开始沿水平方向做匀减速直线运动，经过时间t后速度减小到零。在图示位置时阻拦索与两个定滑轮（大小不计）连线的夹角为θ₁，速度减小到零时阻拦索与两个定滑轮连线的夹角为θ₂，已知飞机的质量为m，飞机受到甲板和空气的阻力为恒力f，两个定滑轮之间的距离为L。求图示位置阻拦索的张力大小。

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如图1为利用阻拦系统让“歼15”舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭。若航母保持静止，在某次降落中，以飞机着舰为计时起点，飞机的速度随时间变化关系如图2所示．飞机在t1=0．4s时恰好钩住阻拦索中间位置，此时速度v1=70m/s；在t2=2．4s时飞机速度v2=10m/s．飞机从t1到t2的运动可看成匀减速直线运动．设飞机受到除阻拦索以外的阻力f大小不变，且f=5．0×104N，“歼15”舰载机的质量m=2．0×104kg．

（1）在t1 ~ t2间的某个时刻，阻拦索夹角α=120°，求此时阻拦索中的弹力T的大小；

（2）飞机钩住阻拦索并关闭动力系统后，在甲板上滑行的总距离为82m，求从t2时刻至飞机停止，阻拦索对飞机做的功W．

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我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射系统由电源、强迫储能装置、导轨和脉冲发生器等组成。其工作原理如图所示，利用与飞机连接的通电导体在两平行金属导轨的强电流产生的磁场中受到安培力的作用加速获得动能。设飞机质量为1.8×104 kg，起飞速度为v＝70m/s，起飞过程中所受平均阻力恒为机重的。在没有电磁弹射器的情况下，飞机从静止开始在恒定的牵引力作用下运动，起飞距离为L＝210m；在电磁弹射器与飞机发动机（牵引力不变）同时工作的情况下，起飞距离减少了，则（g取10 m/s2）（　　）

A.在没有电磁弹射器的情况下，飞机所受牵引力2.46×105 N

B.在没有电磁弹射器的情况下，飞机所受牵引力2.1×105 N

C.在电磁弹射器与飞机发动同时工作时，若只增大电流，则起飞的距离将更小

D.在电磁弹射器与飞机发动机同时工作时，电磁弹射器对飞机所做的功W＝2.94×108 J

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我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射系统包括电源、强迫储能装置、导轨和脉冲发生器等等。其工作原理如图所示，利用与飞机前轮连接的通电导体在两平行金属导轨的强电流产生的磁场中受安培力作用下匀加速获得动能。设飞机质量为m =1.8×104kg，起飞速度为v=70 m/s，起飞过程所受平均阻力恒为机重的0.2倍，在没有电磁弹射器的情况下，飞机从静止开始起飞距离为L= 210m；在电磁弹射器与飞机发动机（牵引力不变）同时工作的情况下，起飞距离减为L/3。取g＝10m/s2，以下说法正确的是

A.在没有电磁弹射器的情况下。飞机所受牵引力F=2.1×105N

B.在没有电磁弹射器的情况下，飞机所受牵引力F=2.46×105N

C.在电磁弹射器与飞机发动机同时工作时，若只增大电流，则起飞的距离将更小

D.在电磁弹射器与飞机发动机同时工作时，电磁弹射器对飞机做的功W=2.94 ×107J

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我国未来的航母将采用自行研制的电磁弹射器。电磁弹射系统包括电源、强迫储能装置、导轨和脉冲发生器等等。其工作原理如图所示，利用与飞机前轮连接的通电导体在两平行金属导轨的强电流产生的磁场中受安培力作用下加速获得动能。设飞机质量为m =1.8×10⁴kg，起飞速度为v =70m/s，起飞过程所受平均阻力恒为机重的k =0.2倍，在没有电磁弹射器的情况下，飞机从静止开始起飞距离为l=210m；在电磁弹射器与飞机发动机（牵引力不变）同时工作的情况下，起飞距离减为。强迫储能装置提供瞬发能量，方案是利用电容器（电容量C极大）储存电能：W_电=，如图是电容器的带电量q与极板间电压U的关系曲线，假设电容器释放全部电能等于安培力做的功，取g=10m/s²,求：

（1）飞机所受牵引力F的大小？

（2）试计算电磁弹射器安培力对飞机所做的功W为多少焦？

（3）电源对电容器充电电压U约为多少伏？

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（15分）我国已于2012年11月完成舰载机阻拦着舰（见图）试验!与岸基飞机着陆时可减速平飞不同，舰载机着舰时，一旦飞机尾钩未能挂住阻拦索，则必须快速拉升逃逸。假设航母静止，“歼–15”着舰速度为30 m/s，钩住阻拦索后能匀减速滑行45 m停下，若没有钩住阻拦索，必须加速到50 m/s才能安全飞离航母，航母甲板上用于战机加速的长度仅有200m.　　

(1)求“歼–15”在钩住阻拦索后的减速过程中的加速度大小及滑行时间.

(2)若没有钩住阻拦索，战机要安全飞离航母，则“歼–15”在甲板上做匀加速运动的加速度至少多大?

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我国已于2012年11月完成舰载机阻拦着舰(见图)试验!与岸基飞机着陆时可减速平飞不同，舰载机着舰时，一旦飞机尾钩未能挂住阻拦索，则必须快速拉升逃逸.　　

假设航母静止，“歼–15”着舰速度为30 m/s，钩住阻拦索后能匀减速滑行45 m停下，若没有钩住阻拦索，必须加速到50 m/s才能安全飞离航母，航母甲板上用于战机加速的长度仅有200m.　　

(1)求“歼–15”在钩住阻拦索后的减速过程中的加速度大小及滑行时间.

(2)若没有钩住阻拦索，战机要安全飞离航母，则“歼–15”在甲板上做匀加速运动的加速度至少多大?

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