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    7．如图所示为一架小型四旋翼无人机，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．无人机的质量为m=2kg，运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4N，当无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，经时间t=4s时离地面的高度为h=48m．当无人机悬停在距离地面高度H=180m时，由于动力设备故障，无人机突然失去全部升力，从静止开始竖直坠落，经5s后无人机瞬间又恢复最大升力．g取10m/s2．求：
    （1）其动力系统所能提供的最大升力．
    （2）恢复最大升力时，物体的速度及所处高度．
    （3）无人机到达地面时速度．

    分析 （1）根据匀变速直线运动的位移时间公式求出加速度，结合牛顿第二定律求出最大升力．
    （2）失去升力后物体向下做与加速运动，直至升力回复．根据牛顿第二定律求出失去升力后的加速度，由位移公式求高度．
    （3）从最高点到落到地面的过程中，由动能定理求出无人机到达地面时速度．

    解答 解：（1）无人机从地面上升过程为出速度为零的匀加速运动，设加速度为a1，则有：
    h=$\frac{1}{2}{a}_{1}{t}_{1}^{2}$
    可得：a1=$\frac{2h}{{t}_{1}^{2}}$=$\frac{2×48}{{4}^{2}}$=6m/s2；
    由牛顿第二定律得：F-mg-f=ma1；
    由上两式，代入数据得最大升力为：F=36N．
    （2）失去升力后物体向下做加速运动，直至升力回复，设下落过程的加速度为a2，
    则有：mg-f=ma2
    得：a2=8m/s2．
    下落高度为：h1=$\frac{1}{2}{a}_{2}{t}_{2}^{2}$
    距地面的高度为：h2=H-h1；
    联立以上各式代入数据得：h2=80m
    恢复最大升力时，物体的速度为：v=a2t2=8×5=40m/s
    （3）设物体落到地面上的速度为v，从最高点到落到地面的过程中，由动能定理得：
    mgH-fH-Fh2=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
    代入数据解得：v=0
    答：（1）其动力系统所能提供的最大升力是36N．
    （2）恢复最大升力时，物体的速度是40m/s，所处高度是80m．
    （3）无人机到达地面时速度是0．

    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．

    练习册系列答案
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    A．B．
    C．D．

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    18．如图，细线的一段固定于倾角为45°的光滑契形滑块A的顶端P处，细线的另一端栓一质量为m的小球．
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    （1）物体A和B的加速度大小．
    （2）如果把A、B两物体位置互换，仍由静止开始运动，试通过计算比较前后两次绳子张力T1、T2大小．

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    （1）水平作用力F的大小；
    （2）滑块静止在斜面上的位置离木板上表面的高度h；
    （3）木板的质量；
    （4）木板在水平面上移动的距离．

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    A．v2：v1=1：1B．v2：v1=2：1C．$\frac{F}{mg}$=2：1D．$\frac{F}{mg}$=3：1

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    （3）OP方向上的作用力Fy．

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