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    18．如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用．一架质量m=1kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F=16N，无人机上升过程中最大速度为6m/s．若无人机从地面以最大升力竖直起飞，打到最大速度所用时间为3s，假设无人机竖直飞行时所受阻力大小不变．（g取10m/s2）．求：
    （1）无人机以最大升力起飞的加速度；
    （2）无人机在竖直上升过程中所受阻力Ff的大小；
    （3）无人机从地面起飞竖直上升至离地面h=30m的高空所需的最短时间．

    分析 （1）无人机从地面以最大升力竖直起飞时做匀加速运动，已知初、末速度和时间，根据加速度的定义求解加速度；
    （2）无人机在竖直上升过程中受到重力、升力和阻力，根据牛顿第二定律求所受阻力Ff的大小；
    （3）当无人机先以最大升力起飞，后以最大速度匀速运动时所用时间最短，根据位移时间公式求最短时间．

    解答 解：（1）无人机以最大升力起飞的加速度 a=$\frac{{v}_{m}}{t}$=$\frac{6}{3}$=2m/s2．
    （2）无人机在竖直上升过程中受到重力、升力和阻力，根据牛顿第二定律得
        F-mg-Ff=ma
    得 Ff=F-mg-ma=16-10-1×2=4（N）
    （3）当无人机先以最大升力起飞，后以最大速度匀速运动时所用时间最短．
    无人机以最大升力起飞时做匀加速运动，上升的高度为 h1=$\frac{{v}_{m}t}{2}$=$\frac{6×3}{2}$=9m
    接着匀速运动的时间为 t′=$\frac{h-{h}_{1}}{{v}_{m}}$=$\frac{30-9}{6}$=3.5s
    所以所求的最短时间为 tmin=t+t′=3s+3.5s=6.5s
    答：
    （1）无人机以最大升力起飞的加速度为2m/s2；
    （2）无人机在竖直上升过程中所受阻力Ff的大小是4N；
    （3）无人机从地面起飞竖直上升至离地面h=30m的高空所需的最短时间是6.5s．

    点评 本题的关键是对无人机的受力分析以及运动情况的分析，结合牛顿第二定律和运动学基本公式求解．

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    （1）求a棒进入磁场MM′时加速度的大小；
    （2）a棒从释放到OO′的过程中，求b棒产生的焦耳热；
    （3）若MM′、OO′间的距离x=2.4m，b棒进入磁场后，恰好未与a棒相碰，求h2的值．

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    （1）线框进入磁场前运动的距离D；
    （2）上述整个过程中线框内产生的焦耳热；
    （3）若线框PQ边刚进入磁场时突然撤去绝缘板，线框在空中运动，则线框离开磁场时速度多大？线框内产生的焦耳热又为多大？

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