17．江蘇省公安廳交警總隊組織沿江8市交警部門組建了無人機執(zhí)法小分隊，今年國慶期間，利用無人機靈活機動的特點，進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，它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，無人機連同裝備的質(zhì)量為m=2kg，其動力系統(tǒng)所能提供的最大作用力為F0=36N，運動過程中所受空氣阻力大小恒為f=4N．g取l0m/s2．求：
（1）無人機懸停在距地面某一高度處進行抓拍時，動力系統(tǒng)提供的作用力Fl多大：
（2）無人機在地面上從靜止開始，以較大作用力豎直向上起飛，到達離地高度為h=12m的位里所需要的時間t為多少；
（3）無人機現(xiàn)由懸停抓拍改做低空巡查，從靜止開始以a=3m/s2的加速度沿水平線做勻加速直線運動，在此過程中其動力系統(tǒng)所提供的作用力F2．

分析 （1）無人機懸停時合力為零，根據(jù)平衡條件求動力系統(tǒng)提供的作用力Fl．
（2）無人機豎直向上做勻加速直線運動，由牛頓第二定律求出加速度，再由位移時間公式求得運動的時間t．
（3）無人機沿水平方向做勻加速直線運動，對水平和豎直兩個方向分別由牛頓第二定律和平衡方程列式，可求得動力系統(tǒng)所提供的作用力F2．

解答 解：（l）無人機懸停時處于二力平衡狀態(tài)，有：F1=mg
代入得：F1=20N
（2）無人機豎直向上做勻加速直線運動，由牛頓第二定律得：
F合=mg-f=ma
代入得：a=6m/s2；
由運動學公式得：h=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$：
代入得：t=2s
（3）無人機沿水平方向做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律得：Fx-f=ma
在豎直方向處于二力平衡為：Fy=mg
且 F2=$\sqrt{{F}_{x}^{2}+{F}_{y}^{2}}$
代人得動力系統(tǒng)所提供的作用力為：F2=10$\sqrt{5}$N
又有 tana=$\frac{{F}_{y}}{{F}_{x}}$=2，則F2的方向與水平夾arctan2度角斜向上
答：（1）動力系統(tǒng)提供的作用力Fl為20N．
（2）到達離地高度為h=12m的位里所需要的時間t為2s．
（2）在此過程中其動力系統(tǒng)所提供的作用力F2大小為10$\sqrt{5}$N，方向與水平夾arctan2度角斜向上．

點評 本題的關鍵是對無人機進行受力分析以及運動情況分析，結合牛頓第二定律和運動學基本公式求解；對于牛頓第二定律的綜合應用問題，關鍵是弄清楚物體的運動過程和受力情況，利用牛頓第二定律或運動學的計算公式求解加速度．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．如圖所示，物體的質(zhì)量m=4kg，與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，在傾角為37°，F(xiàn)=10N的恒力作用下，由靜止開始在水平面做勻加速直線運動，當t=5s時撤去F．（g=10/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：
（1）畫出物體所受力的示意圖；
（2）力F沿地面和垂直方向的分力大小，以及地面摩擦力的大��；
（3）物體受到合力的大小；
（4）物體做加速運動時的加速度a；
（5）5s時物體的速度大��；
（6）撤去F后，物體還能滑行多長時間？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．如圖所示，質(zhì)量不等的木塊A和B的質(zhì)量分別為m1和m2，置于光滑的水平面上．當水平力F作用于左端A上，兩物體一起做勻加速運動時，A、B間作用力大小為F1．當水平力F作用于右端B上，兩物體一起做勻加速運動時，A、B間作用力大小為F2，在兩次作用過程中（　�。�
A．F1+F2＜FB．F1+F2=FC．F1=F2D．$\frac{{F}_{1}}{{F}_{2}}$=$\frac{{m}_{2}}{{m}_{1}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

5．如圖所示，一質(zhì)量為M=4kg、長為L=13m的木板靜止放在光滑地面上．開始時刻一質(zhì)量為m=1kg的鐵塊以水平初速度vo=5m/s沖上木板的最左端，已知鐵塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，且鐵塊視為質(zhì)點，取g=10m/s2．求：
（1）木板加速度過程中木板和鐵塊的加速度；
（2）鐵塊在木板上滑行到最遠端時的速度大小及距離木板右端的長度．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．如圖所示的電路中，電源電動勢為E，內(nèi)電阻為r，L為小燈泡（其燈絲電阻可以視為不變）R1和R2為定值電阻，R3為光敏電阻，其阻值的大小隨照射光強度的增強而減�。]合開關S后，將照射光強度增強，則（　�。�
A．電路的路端電壓將減小B．燈泡L將變暗
C．通過R2的電流將增大D．R1兩端的電壓將增大

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

2．某實驗小組利用如圖甲所示電路測定一節(jié)電池的電動勢和內(nèi)電阻，其中滑動變阻器R阻值0～20Ω，保護電阻R0=2Ω．該小組由實驗數(shù)據(jù)作出的U一I圖象如圖乙所示，由圖象可求得電源電動勢為1.45V，內(nèi)電阻為
2.9Ω．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

9．如圖所示，在光滑的水平面上有一靜止的物體M，物體上有一光滑的半圓弧軌道，最低點為C，兩端A、B一樣高，現(xiàn)讓小滑塊m從A點由靜止下滑，則（　�。�
A．m在以后運動過程中能到達M上的A點
B．m從A到C的過程中M向左運動，m從C到B的過程中M向右運動
C．M在以后運動過程中一直向左運動，故M不能回到出發(fā)點
D．M與m組成的系統(tǒng)機械能守恒，水平方向動量守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．如圖所示，質(zhì)量M=20kg的物體從光滑斜面上高度H=0.8m處釋放，到達底端時，水平進入水平傳送帶（不計斜面底端速度大小的損失，即在斜面底端速度方向迅速變?yōu)樗�，大小不變），傳送帶由一電動機驅(qū)動著勻速向左轉(zhuǎn)動，速率為v=3m/s．已知物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1．物體沖上傳送帶后就移走光滑斜面．（g取10m/s2）．
（1）物體滑上傳送帶A點時的速度大��；
（2）若皮帶輪間的距離足夠大，從M滑上到離開傳送帶的整個過程中所用時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

11．如圖甲所示，在風洞實驗室里，一根足夠長的細桿與水平成θ=37°角固定，質(zhì)量為m=1kg的小球穿在細桿上靜止于細桿底端O點，開啟送風裝置，今有水平向右的風力F作用于小球上，經(jīng)時間t1=2s后停止，小球沿細桿運動的部分v-t圖象如圖乙所示（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．試求：
（1）小球在0到2s內(nèi)的加速度a1和2到5s內(nèi)的加速度a2；
（2）風對小球作用力F的大�。�

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