18．如圖所示為四旋翼無人機(jī)，它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，目前正得到越來越廣泛的應(yīng)用．一架質(zhì)量m=1kg的無人機(jī)，其動力系統(tǒng)所能提供的最大升力F=16N，無人機(jī)上升過程中最大速度為6m/s．若無人機(jī)從地面以最大升力豎直起飛，打到最大速度所用時間為3s，假設(shè)無人機(jī)豎直飛行時所受阻力大小不變．（g取10m/s2）．求：
（1）無人機(jī)以最大升力起飛的加速度；
（2）無人機(jī)在豎直上升過程中所受阻力Ff的大��；
（3）無人機(jī)從地面起飛豎直上升至離地面h=30m的高空所需的最短時間．

分析 （1）無人機(jī)從地面以最大升力豎直起飛時做勻加速運(yùn)動，已知初、末速度和時間，根據(jù)加速度的定義求解加速度；
（2）無人機(jī)在豎直上升過程中受到重力、升力和阻力，根據(jù)牛頓第二定律求所受阻力Ff的大�。�
（3）當(dāng)無人機(jī)先以最大升力起飛，后以最大速度勻速運(yùn)動時所用時間最短，根據(jù)位移時間公式求最短時間．

解答 解：（1）無人機(jī)以最大升力起飛的加速度 a=$\frac{{v}_{m}}{t}$=$\frac{6}{3}$=2m/s2．
（2）無人機(jī)在豎直上升過程中受到重力、升力和阻力，根據(jù)牛頓第二定律得
    F-mg-Ff=ma
得 Ff=F-mg-ma=16-10-1×2=4（N）
（3）當(dāng)無人機(jī)先以最大升力起飛，后以最大速度勻速運(yùn)動時所用時間最短．
無人機(jī)以最大升力起飛時做勻加速運(yùn)動，上升的高度為 h1=$\frac{{v}_{m}t}{2}$=$\frac{6×3}{2}$=9m
接著勻速運(yùn)動的時間為 t′=$\frac{h-{h}_{1}}{{v}_{m}}$=$\frac{30-9}{6}$=3.5s
所以所求的最短時間為 tmin=t+t′=3s+3.5s=6.5s
答：
（1）無人機(jī)以最大升力起飛的加速度為2m/s2；
（2）無人機(jī)在豎直上升過程中所受阻力Ff的大小是4N；
（3）無人機(jī)從地面起飛豎直上升至離地面h=30m的高空所需的最短時間是6.5s．

點(diǎn)評 本題的關(guān)鍵是對無人機(jī)的受力分析以及運(yùn)動情況的分析，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)基本公式求解．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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1．下列物理量中，哪個是矢量（　�。�
A．磁通量B．電流C．磁感應(yīng)強(qiáng)度D．電功率

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

2．如圖所示，固定于水平面的兩足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌PMN、P′M′N′，由傾斜和水平兩部分在M、M′處平滑連接組成，導(dǎo)軌間距L=1m，水平部分處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T．金屬棒a、b垂直于傾斜導(dǎo)軌放置，質(zhì)量均為m=0.2kg，a的電阻R1=1Ω，b的電阻R2=3Ω，a、b長度均為L=1m，棒a距水平面的高度h1=0.45m，棒b距水平面的高度為h2（h2＞h1）；保持b棒靜止，由靜止釋放a棒，a棒到達(dá)磁場中OO′停止運(yùn)動，后再由靜止釋放b棒，a、b與導(dǎo)軌接觸良好且導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度g=10m/s2．
（1）求a棒進(jìn)入磁場MM′時加速度的大��；
（2）a棒從釋放到OO′的過程中，求b棒產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）若MM′、OO′間的距離x=2.4m，b棒進(jìn)入磁場后，恰好未與a棒相碰，求h2的值．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．如圖所示，空間分布著水平方向的勻強(qiáng)磁場，磁場區(qū)域的水平寬度d=0.4m，豎直方向足夠長，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T．正方形線框PQMN邊長L=0.4m，質(zhì)量m=0.2kg，電阻R=0.1Ω，開始時放在光滑絕緣水平板上“Ⅰ”位置，現(xiàn)用一水平向右的恒力F=0.8N拉線框，使其向右穿過磁場區(qū)，最后到達(dá)“Ⅱ”位置（MN邊恰好出磁場）．設(shè)線框平面在運(yùn)動中始終保持在豎直平面內(nèi)，PQ邊剛進(jìn)入磁場后線框恰好做勻速運(yùn)動．試求：
（1）線框進(jìn)入磁場前運(yùn)動的距離D；
（2）上述整個過程中線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）若線框PQ邊剛進(jìn)入磁場時突然撤去絕緣板，線框在空中運(yùn)動，則線框離開磁場時速度多大？線框內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱又為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．在人類對物質(zhì)運(yùn)動規(guī)律的認(rèn)識過程中，許多科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的定律是在前人的科學(xué)發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)上得出的，下列說法不正確的是（　　）
A．牛頓第一定律的得出是因?yàn)閬喞锸慷嗟铝Φ挠^點(diǎn)奠定了基礎(chǔ)
B．開普勒發(fā)現(xiàn)的行星運(yùn)動定律是因?yàn)榈诠冗z留下的大量天體觀察資料奠定了基礎(chǔ)
C．牛頓得出萬有引力定律是因?yàn)殚_普勒發(fā)現(xiàn)的行星運(yùn)動定律奠定了基礎(chǔ)
D．法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律是因?yàn)槭艿搅藠W斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)的啟迪

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

3．“嫦娥三號”在月球表面釋放出“玉兔”號月球車開展探測工作，若該月球車在地球表面的重力為G1，在月球表面的重力為G2，已知地球半徑為R1，月球半徑為R2，則（　�。�
A．地球表面與月球表面的重力加速度之比為$\frac{{G}_{1}{R}_{2}^{2}}{{G}_{2}{R}_{1}^{2}}$
B．地球的第一宇宙速度與月球的第一宇宙速度之比為$\sqrt{\frac{{G}_{1}{R}_{1}}{{G}_{2}{R}_{2}}}$
C．地球與月球的質(zhì)量之比為$\frac{{G}_{1}{R}_{2}^{2}}{{G}_{2}{R}_{1}^{2}}$
D．地球與月球的平均密度之比為$\frac{{G}_{1}{R}_{2}}{{G}_{2}{R}_{1}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

10．P1、P2為相距遙遠(yuǎn)的兩顆行星，距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星S1、S2做勻速圓周運(yùn)動，圖中縱坐標(biāo)表示行星對周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a，橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方，兩條曲線分別表示P1、P2周圍的a與r2的反比關(guān)系，它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同，則（　�。�
A．P1的半徑大于P2的半徑B．P1的質(zhì)量比P2的質(zhì)量小
C．S1的線速度比S2的線速度大D．S1的公轉(zhuǎn)周期比S2的大

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

7．當(dāng)一個帶負(fù)電荷的物體靠近原來不帶電的導(dǎo)體時，使導(dǎo)體靠近帶電物體的一端帶正（填“正”或“負(fù)”）電荷，遠(yuǎn)離帶電物體的一端帶負(fù)（填“正”或“負(fù)”）電荷．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

2．如圖所示（a）所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ水平放置，間距為L=0.2m，N、Q兩端間接有電阻R0=0.2Ω，導(dǎo)體棒ef垂直放置在導(dǎo)軌上，接觸良好．導(dǎo)軌間等腰直角三角形區(qū)域abc內(nèi)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，ab垂直于導(dǎo)軌，且a在MN上，b在PQ上．導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻不計(jì)．
從t=0開始，三角形區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時間t變化規(guī)律如圖（b）所示，同一時刻，導(dǎo)體棒以速度v0=0.2m/s從左向右勻速運(yùn)動，4s后剛好進(jìn)入磁場，進(jìn)入磁場后導(dǎo)體棒在外力F作用下保持速度大小不變做直線運(yùn)動．求：

（1）導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場前，電阻R0產(chǎn)生的熱量；
（2）導(dǎo)體棒通過三角形區(qū)域abc過程中，外力F的最大值及導(dǎo)體棒中的電動勢e與時間t的關(guān)系式．

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同步練習(xí)冊答案