Question

【題目】江蘇省公安廳交警總隊(duì)組織沿江8市交警部門組建了無(wú)人機(jī)執(zhí)法小分隊(duì),今年國(guó)慶期間,利用無(wú)人機(jī)靈活機(jī)動(dòng)的特點(diǎn),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(wú)人機(jī),它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器,無(wú)人機(jī)連同裝備的質(zhì)量為m=2kg,其動(dòng)力系統(tǒng)所能提供的最大作用力為F0=36N,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受空氣阻力大小恒為f=4N.取g=10m/s2.

(1) 無(wú)人機(jī)懸停在距地面某一高度處進(jìn)行抓拍時(shí),動(dòng)力系統(tǒng)提供的作用力F1多大?

(2) 無(wú)人機(jī)在地面上從靜止開(kāi)始,以最大作用力豎直向上起飛,到達(dá)離地高度為h=12m的位置所需要的時(shí)間t為多少?

(3) 無(wú)人機(jī)現(xiàn)由懸停抓拍改做低空巡查,從靜止開(kāi)始以a=3m/s2的加速度沿水平線做勻加速直線運(yùn)動(dòng),求在此過(guò)程中其動(dòng)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(wú)人機(jī)懸停時(shí)處于二力平衡狀態(tài)，有：

代入得：

F1=20N

（2）無(wú)人機(jī)豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得：

代入得：

a=6m/s2；

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：

代入得：

t=2s

（3）無(wú)人機(jī)沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，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(dòng)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