题目内容
【题目】用如图所示的装置按顺序依次做“探究滑轮组机械效率和哪些因素有关”的实验.
(1)实验时分别挂上相同的钩码并且拉着钩码缓慢________上升.
(2)实验时不考虑绳重及摩擦,塑料滑轮、铝制滑轮及铁制滑轮外形相同、材质不同,则拉力F1、F2、F3的大小关系是 ________;机械效率η1、η2、η3的大小关系是________
【答案】匀速F1<F2<F3η1>η2>η3
【解析】
(1)由二力平衡的条件可知,只有竖直向上匀速拉动弹簧测力计时,弹簧测力计的示数才和绳子的拉力相等.(2)根据塑料滑轮、铝制滑轮及铁制滑轮外形相同、材质不同,可知三组动滑轮重力的关系为:G塑料<G铝<G铁,图中滑轮组绳子的段数为n=3,由题意知,不计绳重和摩擦,使用滑轮组时拉力F=,在提升相同的重物时,动滑轮越重,拉力越大,所以F1<F2<F3;用图中三个滑轮组将重量相同的物体匀速提升相同高度,说明有用功是相等的,使用动滑轮时要克服动滑轮的重做额外功,动滑轮越重,额外功越多,机械效率越低,所以η1>η2>η3.
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【题目】近年来,多旋翼无人机发展迅速。由于其机动性和灵活性强,广泛应用在航拍领域、交通管理等方面。如图所示为某品牌四旋翼无人机,它采用4个电机带动旋翼(螺旋桨)转动,对下方空气施力的同时获得升力。该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能,携带的摄像机可以进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器,它还拥有GPS卫星定位系统。下表是该无人机的部分参数:
整机质量 | 2kg | 电池额定电压 | 15V |
最大起飞海拔高度 | 5000m | 电池容量 | 5000mAh |
最大上升速度 | 6m/s | 电动机工作电压 | 12V |
最大下降速度 | 2m/s | 悬停时每个电动机功率 | 50W |
最大水平速度 | 16m/s | 电动机数量 | 4 |
(1)根据上述内容,下列说法中不正确的是_____
A.遥控无人机、卫星定位都是通过电磁波来传递信息的B.无人机利用了空气对旋翼的反作用力从而获得升力
C.无人机在拍摄地面图象时减小悬停高度可以使图象变大D.无人机在悬停时不消耗电能
(2)电动机在工作时要保持其两端电压为12V不变,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个电调,那么电动机和电调的连接方式是_____(选填“并联”或“串联”),若电源电压全部加在电动机和电调的两端,则电动机和电调的功率之比为_____。
(3)在电池满容量的情况下,该无人机参与某次火情的勘测时,需要从地面起飞,飞到火场上空60米高处,然后悬停观测(整个过程四个电动机同时工作)。由于无人机机动性和灵活性强,这一过程可视为以最大速度匀速直线上升,且达到60米高处时立即静止(悬停)。若无人机悬停观测10分钟,电动机将电能转化为机械能的效率为90%,无人机上升过程中所受的阻力为10N,通过计算回答下列问题:(g取10N/kg)
a.从起飞到悬停结束,电动机消耗多少电能________?电调部分消耗多少电能_________?
b.若无人机从60米高处返回到地面,要求电池容量至少剩余10%,若不计其他能量损失,该无人机完成悬停观测后,能否安全返回 ________?