[2004年] 某种飞机在机场降落时,为了减少滑行距离,在触地瞬间,飞机尾部张开降落伞以增大阻力使飞机迅速减速并停下. 现有一质量为9000 kg的飞机,着陆时的水平速度为700 km/h.经测试,减速伞打开后飞机所受的阻力与飞机的速度成正比(比例系数k

admin2021-01-15  20

问题 [2004年]  某种飞机在机场降落时,为了减少滑行距离,在触地瞬间,飞机尾部张开降落伞以增大阻力使飞机迅速减速并停下.
现有一质量为9000 kg的飞机,着陆时的水平速度为700 km/h.经测试,减速伞打开后飞机所受的阻力与飞机的速度成正比(比例系数k=6.0×106).问从着陆点算起,飞机滑行的最大距离是多少(注:kg表示千克,km/h表示千米/小时).

选项

答案求飞机滑行的最长距离有下面三种理解,从而得到三种不同的求法.由题设知,飞机的质量为m=9000 kg,着陆时的水平速度v0=700 km/h,从飞机接触跑道开始记时,设t时刻飞机的滑行距离为x(t),速度为v(t). 一种理解是求飞机的最长距离就是求v(t)→0的距离.因而应求出x(t)与v(t)的关系式.根据牛顿第二定律,有 [*] 由式①、式②得dx=(一m/k)dv,积分得到x(t)=(一m/k)v+C.由于v(0)=v0,x(0)=0,故C=mv0/k,从而x(t)=m[v0一v(t)]/k, 两边令t→+∞,由[*]v(t)=0,即得 [*]x(t)=mv0/k=(9000×700)/(6.0×106)=1.05(km), 亦即飞机滑行的最长距离为1.05km.

解析
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