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無人駕駛飛機我國無人機技術世界遙遙領先,廣泛應用于軍用民用領域。如圖甲所示為某型號民用無人機,表一為該無人機的部分參數(shù),其中“升阻比”是飛機飛行時受到空氣的升力與受到空氣的阻力的比值,飛機飛行時受到的空氣阻力f與迎風面積S、飛行速度v的平方均成正比,即f=kSv2,其中k是常量。(g取10N/kg)
無人機有豎直方向的三擋風力和水平方向的兩擋風力,該無人機由四臺相同的旋翼電機組成,其中每臺旋翼電機產生豎直方向的升力與風葉轉速的平方成正比,對應關系如表二。產生的升力與風葉轉速之比叫做動率;升力與每秒鐘通過風葉空氣重力之比為轉力效率。
表一:
機身質量/kg |
2 |
升阻比 |
10~15 |
最大載荷量/kg |
3 |
最大迎風面積/m2 |
1 |
遙控距離/km |
2 |
風葉數(shù)量/片 |
4 |
表二:
風葉轉速(千轉/分鐘) |
1 |
1.2 |
1.4 |
升力(牛頓) |
5 |
|
|
動率(牛頓?分鐘/千轉) |
5 |
|
|
(1)無人機上升時,通過風葉將空氣向下吹動,空氣也對飛機施加推力,這說明了
物體間力的是相互的
物體間力的是相互的
,使飛機上升運動的施力物體是
空氣
空氣
。
(2)無人機工作時的情景,下列正確的是
C
C
。
A.無人機向下加速運動時,它的慣性變大
B.無人機水平勻速運送貨物時,無人機對貨物做了功
C.無人機在空中懸停時,它受到平衡力作用
D.勻速上升的無人機突然失去所有力,它將立刻下落
(3)當無人機的飛行速度和受到的空氣升力不變,增加迎風面積,此時該無人機的升阻比將
變小
變小
(選填“變大”“變小”或“不變”)。
(4)如圖乙是無人機豎直向上運動的v-t圖像。由圖像可知,在0~5s內,無人機受到的升力
大于
大于
(選填“大于”“小于”或“等于”)重力。如圖丙是同一架無人機在執(zhí)行某次任務過程中未更換電池情況下的s-t圖像,若第一次、第二次受到的升力分別為F
1、F
2,則F
1=
=
F
2(選填“>”“<”或“=”)。
(5)由表二數(shù)據(jù)可知,當風量為1.2千轉/分鐘時,無人機的動率為
6
6
牛頓?分鐘/千轉。上述風量下,若每片風葉轉圈時掃過的面積為0.3m
2,空氣被吹動的速度為3m/s,則該無人機1min內通過風葉的空氣總質量為
70.2
70.2
kg,此時的轉力效率是
61.6%
61.6%
。(g=10N/kg,ρ
空氣=1.3kg/m
3)