歼15战机在辽宁舰上试飞成功标志着我国舰载机发展迈出了新的一步．歼15战机的质量为m，以水平速度v0飞离辽宁舰逐渐上升，假设在此过程中水平分速度不变，在重力和竖直向上的恒定升力

Question

歼15战机在辽宁舰上试飞成功标志着我国舰载机发展迈出了新的一步．歼15战机的质量为m，以水平速度v₀飞离辽宁舰逐渐上升，假设在此过程中水平分速度不变，在重力和竖直向上的恒定升力作用下前进L时，上升高度为h．求：
（1）升力的大小；
（2）上升高度为h时战机的动能；
（3）上升高度为h时升力的功率．

Answer 1

（1）水平方向：L=v₀t，
竖直方向：h=(1)/(2)at²，
由牛顿第二定律得：F-mg=ma，
解得：F=mg+(2mv02h)/(L2)．
（2）由动能定理：（F-mg）h=E_k-(1)/(2)mv₀²，
解得：E_k=((4h2+L2)mv02)/(2L2)．
（3）战机升高h时，竖直分速度为v_y，
则：h=(vy)/(2)t，升力的功率：P=Fv_y，
解得：P=(2mghv0)/(L)+(4mv03h2)/(L3)．
答：（1）升力的大小为mg+(2mv02h)/(L2)；
（2）上升高度为h时战机的动能((4h2+L2)mv02)/(2L2)；
（3）上升高度为h时升力的功率为(2mghv0)/(L)+(4mv03h2)/(L3)．