Question

【題目】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.取g=10m/s2.

(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F1多大?

(2) 無人機在地面上從靜止開始,以最大作用力豎直向上起飛,到達離地高度為h=12m的位置所需要的時間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,求在此過程中其動力系統(tǒng)所提供的作用力F2。

Answer 1

【答案】（1）20N （2）2s （3）,與水平夾arctan2度角斜向上

【解析】

（l）無人機懸停時處于二力平衡狀態(tài)，有：

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：

代入得：

a=6m/s2；

由運動學公式得：

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：

在豎直方向處于二力平衡為：

且

代人得動力系統(tǒng)所提供的作用力為： N

又有

tana==2

則F2的方向與水平夾arctan2度角斜向上