Question

【題目】如圖所示為某品牌四旋翼無(wú)人機(jī)，該無(wú)人機(jī)具有一鍵起降和返航、空中懸停、高清拍攝、GPS定位等功能，下表是該無(wú)人的部分參數(shù)：

在某次火災(zāi)中，該無(wú)人機(jī)參與火情的勘測(cè)，它先以最大速度勻速直線上升，且達(dá)到60m高處時(shí)，再以最大速度水平勻速直線飛行到達(dá)1.6km遠(yuǎn)處的火場(chǎng)上空。若無(wú)人機(jī)整個(gè)過(guò)程四個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作，電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為90%，假設(shè)無(wú)人機(jī)以最大速度勻速直線上升時(shí)，受到的阻力大小為10N，通過(guò)計(jì)算回答下列問(wèn)題：（g取10N/kg）

(1)無(wú)人機(jī)從起飛到火場(chǎng)上空,這一過(guò)程共耗時(shí)多少秒？

(2)無(wú)人機(jī)到達(dá)火場(chǎng)上空后,懸停觀測(cè)10分鐘,則10分鐘內(nèi)電動(dòng)機(jī)消耗多少電能？

(3)無(wú)人機(jī)以最大速度勻速直線上升60m,這個(gè)過(guò)程中消耗多少電能?

Answer 1

【答案】（1）110s；（2）1.2×105J；（3）2000J。

【解析】

解：（1）由v＝得，勻速上升需要的時(shí)間：t1＝＝10s；水平勻速直線飛行的時(shí)間：t2＝＝100s，無(wú)人機(jī)從起飛到火場(chǎng)上空，這一過(guò)程共耗時(shí)：t＝t1+t2＝10s+100s＝110s；（2）懸停時(shí)電動(dòng)機(jī)總功率：P＝50W×4＝200W，懸停時(shí)消耗電能：W＝Pt＝200W×10×60s＝1.2×105J；（3）無(wú)人機(jī)勻速上升過(guò)程的升力：F＝G+f＝mg+f＝2kg×10N/kg+10N＝30N，做的有用功：W有用＝Fh＝30N×60m＝1800J，

由η＝＝90%可得消耗的電能：W電＝＝2000J。