【題目】利用無人機(jī)靈活機(jī)動的特點(diǎn),交警部門開始利用無人機(jī)進(jìn)行低空巡查和懸停抓拍交通違法行為。如圖所示,為一架小型四旋翼無人機(jī),它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器,無人機(jī)連同裝備的質(zhì)量為m=2kg,其動力系統(tǒng)所能提供的最大作用力為F0=36N,運(yùn)動過程中所受空氣阻力大小恒為f=4N,其余狀態(tài)空氣阻力不計。g10m/s2,求:

(1)無人機(jī)懸停在距地面某一高度處進(jìn)行抓拍時,動力系統(tǒng)提供的作用力F1多大;

(2)無人機(jī)以最大作用力豎直向上起飛,求該無人機(jī)的加速度的大;

(3)無人機(jī)在地面從靜止開始,以最大作用力豎直向上起飛,要達(dá)到18m的高度,試從節(jié)能角度分析,該如何操作,何時關(guān)閉動力系統(tǒng)?

【答案】(1)20N。(2)6m/s2;(3)無人機(jī)在地面從靜止開始,以最大作用力豎直向上起飛,要達(dá)到18m的高度,從節(jié)能角度考慮則到達(dá)最高點(diǎn)速度為零,2s后關(guān)閉系統(tǒng)。

【解析】

無人機(jī)懸停時合力為零,根據(jù)平衡條件求動力系統(tǒng)提供的作用力Fl無人機(jī)豎直向上做勻加速直線運(yùn)動,由牛頓第二定律求出加速度以最大作用力豎直向上起飛,要達(dá)到18m的高度,從節(jié)能角度考慮則到達(dá)最高點(diǎn)速度為零,設(shè)t時間后關(guān)閉系統(tǒng),則由運(yùn)動學(xué)公式分階段列式求解。

(l)無人機(jī)懸停時處于二力平衡狀態(tài),有:F1=mg

代入數(shù)據(jù)解得:F1=20N

(2)無人機(jī)豎直向上做勻加速直線運(yùn)動,由牛頓第二定律得:F=F0mgf=ma

代入數(shù)據(jù)解得:a=6m/s2

(3)以最大作用力豎直向上起飛,要達(dá)到18m的高度,從節(jié)能角度考慮則到達(dá)最高點(diǎn)速度為零,設(shè)t時間后關(guān)閉系統(tǒng),則由運(yùn)動學(xué)公式得:v1=at

根據(jù)自由落體公式:h1=at2

關(guān)閉系統(tǒng)以后,無人機(jī)做減速運(yùn)動,加速度為:

高度為:

h1+h2=h=18m

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得t=2s

所以無人機(jī)在地面從靜止開始,以最大作用力豎直向上起飛,要達(dá)到18m的高度,從節(jié)能角度考慮則到達(dá)最高點(diǎn)速度為零,2s后關(guān)閉系統(tǒng)。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO’懸掛于O點(diǎn);另一細(xì)繩跨過滑輪,其一端懸掛質(zhì)量為m的物塊A,另一端系一位于固定光滑斜面上的質(zhì)量為2m的物塊B,斜面傾角θ=45°,外力F沿斜面向上拉物塊B,使物塊B由滑輪正下方位置緩慢運(yùn)動到和滑輪等高的位置,則( )

A. 細(xì)繩OO’的拉力逐漸增大

B. 細(xì)線對物塊B的拉力逐漸變大

C. 斜面對物塊B的支持力逐漸變大

D. 外力F逐漸變大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一輛小汽車在水平地面上以20m/s的速度做勻速直線運(yùn)動,某時刻該汽車以5m/s2的加速度開始剎車,則( 。

A. 2s末小汽車的速度為10m/sB. 6s內(nèi)小汽車的位移為30m

C. 4s內(nèi)的平均速度為10m/sD. 3s內(nèi)小汽車的位移是7.5m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖疊放在水平轉(zhuǎn)臺上的物體A、B、C正隨轉(zhuǎn)臺一起以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(沒發(fā)生相對滑動),A、BC的質(zhì)量分別為3m、2mm,B與轉(zhuǎn)臺、C與轉(zhuǎn)臺、AB間的動摩擦因數(shù)都為μ,B、C離轉(zhuǎn)臺中心的距離分別為r、1.5r,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,以下說法正確的是(  )

A. BA的摩擦力有可能為3μmg

B. C與轉(zhuǎn)臺間的摩擦力小于AB間的摩擦力

C. 轉(zhuǎn)臺的角速度ω有可能恰好等于

D. 若角速度ω再在題干所述基礎(chǔ)上緩慢增大,AB間將最先發(fā)生相對滑動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,質(zhì)量為的物體甲通過三段輕繩懸掛,三段輕繩的結(jié)點(diǎn)為O,輕繩OB水平且B端與站在水平面上的質(zhì)量為的人向連,輕繩OA與豎直方向的夾角,物體甲及人均處于靜止?fàn)顟B(tài),(已知,,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)求:

1)輕繩OAOB受到的拉力是多大?

2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?

3)若人的質(zhì)量,人與水平面之間的動摩擦因數(shù)為,則欲使人在水平面上不滑動,物體甲的質(zhì)量最大不能超過多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩等量異種電荷在同一水平線上,它們連線的中點(diǎn)為O,豎直面內(nèi)的半圓弧光滑絕緣軌道的直徑AB水平,圓心在O點(diǎn),圓弧的半徑為R,C為圓弧上的一點(diǎn),OC與豎直方向的夾角為37°,一電荷量為+q,質(zhì)量為m的帶電小球從軌道的A端由靜止釋放,沿軌道滾動到最低點(diǎn)時速度v=2,g為重力加速度,取無窮遠(yuǎn)處電勢為零,則( )

A. 電場中A點(diǎn)的電勢為

B. 電場中B點(diǎn)的電勢為

C. 小球運(yùn)動到B點(diǎn)時的動能為mgR

D. 小球運(yùn)動到C點(diǎn)時,其動能與電勢能的和為1.6mgR

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平地面上一輛汽車正通過一根跨過定滑輪不可伸長的繩子提升豎井中的重物,不計繩重及滑輪的摩擦,在汽車向右以V0勻速前進(jìn)的過程中,以下說法中正確的是( 。

A. 當(dāng)繩與水平方向成θ角時,重物上升的速度為

B. 當(dāng)繩與水平方向成θ角時,重物上升的速度為

C. 汽車的輸出功率將保持恒定

D. 被提起重物的動能不斷增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】滬昆高鐵被稱為中國最美高鐵,是一條東起上海,西至昆明的東西向鐵路干線。線路全長2252公里,設(shè)計速度350km/h,朝發(fā)夕至。串起了滇池、黃果樹瀑布、花江大峽谷、平壩天臺山,洞庭湖、鄱陽湖、西湖等人間仙境。早上你還在上海吃著小籠包,晚上就能到云南吃鮮花餅啦。是不是想想都覺得心里挺美的!以下是列車G1371 部分信息:

根據(jù)以上信息,下列說法正確的是(

A. 07:22/19:18是指時間間隔

B. 07:22/19:18是指時刻

C. 11小時56 是指時刻

D. 線路全長2252公里是指位移

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量m=5000kg的汽車以v=10m/s速率分別駛過一座半徑均為R=100m的凸形和凹形形橋的中央, 試求:

1在凸、凹形橋的中央,汽車對橋面的壓力;

2若汽車在通過凸形橋頂端時對橋面的壓力恰好為零,然后保持此速率通過凹形橋的中央時對橋面的壓力是多大?

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