Question

1．在学校运动会上，采用无人机进行航拍，全方位展示了运动会的空前盛况．小白同学找到了无人机的部分参数，如表所示：

起飞质量	1216g
最大上升速度	5m/s
最大下降速度	3m/s
飞行时间	约25分钟
镜头焦距	2.8mm
影像传感器	有效像素1200万
螺旋桨（实心）质量	12g/支

①无人机从地面飞到30米的空中最少需要多少时间？
②小白对无人机的螺旋桨十分感兴趣，查找资料得知：无人机螺旋桨材料一般采用木、塑料或碳纤维（ρ_水=0.72g/cm³，ρ_塑料=1.2g/cm³，ρ_碳纤维=1.8g/cm³），他用量筒测得一支螺旋桨的体积为10cm³，请你通过计算判断该螺旋桨的材料是什么？
③高端无人机的螺旋桨采用碳纤维包裹木的方式，既减少质量，右增加强度．如果用这种方法制作与上一问同样大小的实心螺旋桨，若外层包裹了4.5g碳纤维，那么内层木的质量是多少？

Answer 1

分析 （1）已知最大速度和飞行路程，利用速度公式可求得需要的时间；
（2）知道无人机的螺旋桨的质量和体积，利用密度公式求无人机的螺旋桨的密度，和所给密度比较得出是否是由什么材料做成的；
（3）已知无人机的螺旋桨的体积等于木和碳纤维的体积之和，已知碳纤维的质量和密度可求体积，再由螺旋桨的体积减去碳纤维的体积可得木的体积，由密度公式可求木的质量．

解答 解：①已知s=30m，v=5m/s，由v=$\frac{s}{t}$可得，需要的时间t=$\frac{s}{v}$=$\frac{30m}{5m/s}$=6s；
②螺旋桨的密度：
ρ_螺旋桨=$\frac{{m}_{浆}}{{V}_{浆}}$$\frac{12g}{10c{m}^{3}}$=1.2g/cm³，
所以材料为塑料；
③由题意知，V_浆=V_木+V_碳，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，V=$\frac{{m}_{碳}}{{ρ}_{碳}}$=$\frac{4.5g}{1.8g/c{m}^{3}}$=2.5cm³，
可得，V_木=V_浆-V_碳=10cm³-2.5cm³=7.5cm³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，m_木=ρ_木V_木=0.72g/cm³×7.5cm³=5.4g．
答：①无人机从地面飞到30米的空中最少需要6s时间；
②该螺旋桨的材料是塑料；
③内层木的质量是5.4g．

点评 本题主要考查了速度、密度的计算，综合题．