Question

【題目】如圖所示為某款“無人機”（多功能飛行器），該款“無人機”的質量為2.5kg。它具有4個旋翼，可通過無線電進行操控，其在拍攝調查、無人配送等方面具有廣闊的前景。g=10N/kg

（1）起飛時，增大四個旋翼的轉速，使吹向下方的風量增加，無人機就會上升，這是因為_____。在空中飛行時，只要增大_____（選填“左”或“右”）側兩個旋翼的轉速，就能使無人機左側抬升，向右傾斜飛行。

（2）若該機在30秒內勻速豎直上升120米進行空中拍攝，則此過程中無人機克服自身重力做功的功率是多大_____？

（3）當該無人機靜止在水平地面上時，與地面的接觸面積為40cm2，請計算此時無人機對水平地面的壓強____？

（4）該機所需的能量是由一塊輸出電壓為15V，容量為6000mA．h的電池提供。若電能的75%用于飛行，飛行時的平均功率為90W，則該機最多能飛行多少時間______？

Answer 1

【答案】力的作用是相互的 左 無人機克服自身重力做功的功率是100W 無人機對水平地面的壓強6250Pa 該機最多能飛行的時間為2700s

【解析】

（1）增大四個旋翼的轉速，使吹向下方的風量增加，無人機就會上升，這是因為力的作用是相互的；根據流體壓強和流速的關系可知，流速越大，壓強越小，要使無人機左側抬升，需要增加左方的風量，減小左方的壓強，因此應該增加左側兩個旋翼的轉速；（2）無人機的重力：G＝mg＝2.5kg×10N/kg＝25N，克服重力做的功：W＝Gh＝25N×120m＝3000J，克服自身重力做功的功率：P＝＝100W；（3）無人機對地面的壓力等于自身重力，即F＝G＝25N，無人機對水平地面的壓強：p＝＝6250Pa；（4）由題知，電池的輸出電壓為15V，容量為6000mAh，則電池提供的最大電能：W電＝UIt＝15V×6A×3600s＝3.24×105J，由η＝得，用于飛行的能量：W＝W電×η＝3.24×105J×75%＝2.43×105J，由P＝得，最多能飛行的時間：t＝＝2700s。