【题目】利用无人机灵活机动的特点,交警部门开始利用无人机进行低空巡查和悬停抓拍交通违法行为。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,无人机连同装备的质量为m=2kg,其动力系统所能提供的最大作用力为F0=36N,运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4N,其余状态空气阻力不计。g取10m/s2,求:
(1)无人机悬停在距地面某一高度处进行抓拍时,动力系统提供的作用力F1多大;
(2)无人机以最大作用力竖直向上起飞,求该无人机的加速度的大小;
(3)无人机在地面从静止开始,以最大作用力竖直向上起飞,要达到18m的高度,试从节能角度分析,该如何操作,何时关闭动力系统?
【答案】(1)20N。(2)6m/s2;(3)无人机在地面从静止开始,以最大作用力竖直向上起飞,要达到18m的高度,从节能角度考虑则到达最高点速度为零,2s后关闭系统。
【解析】
无人机悬停时合力为零,根据平衡条件求动力系统提供的作用力Fl;无人机竖直向上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律求出加速度;以最大作用力竖直向上起飞,要达到18m的高度,从节能角度考虑则到达最高点速度为零,设t时间后关闭系统,则由运动学公式分阶段列式求解。
(l)无人机悬停时处于二力平衡状态,有:F1=mg
代入数据解得:F1=20N
(2)无人机竖直向上做匀加速直线运动,由牛顿第二定律得:F合=F0﹣mg﹣f=ma
代入数据解得:a=6m/s2
(3)以最大作用力竖直向上起飞,要达到18m的高度,从节能角度考虑则到达最高点速度为零,设t时间后关闭系统,则由运动学公式得:v1=at
根据自由落体公式:h1=at2
关闭系统以后,无人机做减速运动,加速度为:
高度为:
又h1+h2=h=18m
联立并代入数据解得:t=2s
所以无人机在地面从静止开始,以最大作用力竖直向上起飞,要达到18m的高度,从节能角度考虑则到达最高点速度为零,2s后关闭系统。
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【题目】如图所示,一光滑的轻滑轮用细绳OO’悬挂于O点;另一细绳跨过滑轮,其一端悬挂质量为m的物块A,另一端系一位于固定光滑斜面上的质量为2m的物块B,斜面倾角θ=45°,外力F沿斜面向上拉物块B,使物块B由滑轮正下方位置缓慢运动到和滑轮等高的位置,则( )
A. 细绳OO’的拉力逐渐增大
B. 细线对物块B的拉力逐渐变大
C. 斜面对物块B的支持力逐渐变大
D. 外力F逐渐变大
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【题目】一辆小汽车在水平地面上以20m/s的速度做匀速直线运动,某时刻该汽车以5m/s2的加速度开始刹车,则( )
A. 2s末小汽车的速度为10m/sB. 6s内小汽车的位移为30m
C. 4s内的平均速度为10m/sD. 第3s内小汽车的位移是7.5m
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【题目】如图叠放在水平转台上的物体A、B、C正随转台一起以角速度ω匀速转动(没发生相对滑动),A、B、C的质量分别为3m、2m、m,B与转台、C与转台、A与B间的动摩擦因数都为μ,B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以下说法正确的是( )
A. B对A的摩擦力有可能为3μmg
B. C与转台间的摩擦力小于A与B间的摩擦力
C. 转台的角速度ω有可能恰好等于
D. 若角速度ω再在题干所述基础上缓慢增大,A与B间将最先发生相对滑动
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【题目】如图,质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为的人向连,轻绳OA与竖直方向的夹角,物体甲及人均处于静止状态,(已知,,,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)求:
(1)轻绳OA、OB受到的拉力是多大?
(2)人受到的摩擦力是多大?方向如何?
(3)若人的质量,人与水平面之间的动摩擦因数为,则欲使人在水平面上不滑动,物体甲的质量最大不能超过多少?
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【题目】如图所示,两等量异种电荷在同一水平线上,它们连线的中点为O,竖直面内的半圆弧光滑绝缘轨道的直径AB水平,圆心在O点,圆弧的半径为R,C为圆弧上的一点,OC与竖直方向的夹角为37°,一电荷量为+q,质量为m的带电小球从轨道的A端由静止释放,沿轨道滚动到最低点时速度v=2,g为重力加速度,取无穷远处电势为零,则( )
A. 电场中A点的电势为
B. 电场中B点的电势为
C. 小球运动到B点时的动能为mgR
D. 小球运动到C点时,其动能与电势能的和为1.6mgR
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【题目】如图所示,水平地面上一辆汽车正通过一根跨过定滑轮不可伸长的绳子提升竖井中的重物,不计绳重及滑轮的摩擦,在汽车向右以V0匀速前进的过程中,以下说法中正确的是( )
A. 当绳与水平方向成θ角时,重物上升的速度为
B. 当绳与水平方向成θ角时,重物上升的速度为
C. 汽车的输出功率将保持恒定
D. 被提起重物的动能不断增大
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【题目】沪昆高铁被称为中国最美高铁,是一条东起上海,西至昆明的东西向铁路干线。线路全长2252公里,设计速度350km/h,朝发夕至。串起了滇池、黄果树瀑布、花江大峡谷、平坝天台山,洞庭湖、鄱阳湖、西湖等人间仙境。早上你还在上海吃着小笼包,晚上就能到云南吃鲜花饼啦。是不是想想都觉得心里挺美的!以下是列车G1371 部分信息:
根据以上信息,下列说法正确的是( )
A. 07:22/19:18是指时间间隔
B. 07:22/19:18是指时刻
C. 11小时56分 是指时刻
D. 线路全长2252公里是指位移
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【题目】质量m=5000kg的汽车以v=10m/s速率分别驶过一座半径均为R=100m的凸形和凹形形桥的中央, 试求:
(1)在凸、凹形桥的中央,汽车对桥面的压力;
(2)若汽车在通过凸形桥顶端时对桥面的压力恰好为零,然后保持此速率通过凹形桥的中央时对桥面的压力是多大?
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