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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(jī)執(zhí)法小分隊,今年國慶期間,利用無人機(jī)靈活機(jī)動的特點,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.g取l0m/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Fl多大:
(2)無人機(jī)在地面上從靜止開始,以較大作用力豎直向上起飛,到達(dá)離地高度為h=12m的位里所需要的時間t為多少;
(3)無人機(jī)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(yùn)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(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
(2)無人機(jī)豎直向上做勻加速直線運(yùn)動,由牛頓第二定律求出加速度,再由位移時間公式求得運(yùn)動的時間t.
(3)無人機(jī)沿水平方向做勻加速直線運(yùn)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(jī)懸停時處于二力平衡狀態(tài),有:F1=mg
代入得: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=mg-f=ma
代入得:a=6m/s2
由運(yùn)動學(xué)公式得:h=12at2
代入得:t=2s
(3)無人機(jī)沿水平方向做勻加速直線運(yùn)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=F2x+F2y
代人得動力系統(tǒng)所提供的作用力為:F2=105N
又有 tana=FyFx=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(dá)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105N,方向與水平夾arctan2度角斜向上.

點評 本題的關(guān)鍵是對無人機(jī)進(jìn)行受力分析以及運(yùn)動情況分析,結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)基本公式求解;對于牛頓第二定律的綜合應(yīng)用問題,關(guān)鍵是弄清楚物體的運(yùn)動過程和受力情況,利用牛頓第二定律或運(yùn)動學(xué)的計算公式求解加速度.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)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(yùn)動,當(dāng)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�。�
(4)物體做加速運(yùn)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(dāng)水平力F作用于左端A上,兩物體一起做勻加速運(yùn)動時,A、B間作用力大小為F1.當(dāng)水平力F作用于右端B上,兩物體一起做勻加速運(yùn)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.F1F2=m2m1

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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(yuǎn)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(qiáng)度的增強(qiáng)而減小.閉合開關(guān)S后,將照射光強(qiáng)度增強(qiáng),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(hù)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(yùn)動過程中能到達(dá)M上的A點
B.m從A到C的過程中M向左運(yùn)動,m從C到B的過程中M向右運(yùn)動
C.M在以后運(yùn)動過程中一直向左運(yùn)動,故M不能回到出發(fā)點
D.M與m組成的系統(tǒng)機(jī)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(dá)底端時,水平進(jìn)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(jī)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(fēng)洞實驗室里,一根足夠長的細(xì)桿與水平成θ=37°角固定,質(zhì)量為m=1kg的小球穿在細(xì)桿上靜止于細(xì)桿底端O點,開啟送風(fēng)裝置,今有水平向右的風(fēng)力F作用于小球上,經(jīng)時間t1=2s后停止,小球沿細(xì)桿運(yùn)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(fēng)對小球作用力F的大�。�

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