题目内容
【题目】江苏省公安厅交警总队组织沿江8市交警部门组建了无人机执法小分队,今年国庆期间,利用无人机灵活机动的特点,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.取g=10m/s2.
(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) 无人机在地面上从静止开始,以最大作用力竖直向上起飞,到达离地高度为h=12m的位置所需要的时间t为多少?
(3) 无人机现由悬停抓拍改做低空巡查,从静止开始以a=3m/s2的加速度沿水平线做匀加速直线运动,求在此过程中其动力系统所提供的作用力F2。
【答案】（1）20N （2）2s （3）
,与水平夹arctan2度角斜向上
【解析】
（l）无人机悬停时处于二力平衡状态，有：
代入得：
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：
代入得：
a=6m/s2；
由运动学公式得：
代入得：
t=2s
（3）无人机沿水平方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：
在竖直方向处于二力平衡为：
且
代人得动力系统所提供的作用力为： 
N
又有
tana=
=2
则F2的方向与水平夹arctan2度角斜向上
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