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背包式飛行器深圳光啟公司生產(chǎn)的一款單人背包式飛行器，是全球首款商業(yè)化、實用化的個人立體飛行器，它的外形像一把有扶手和踏板的座椅，由汽油發(fā)動機提供動力，帶動兩個扇形螺旋槳轉(zhuǎn)動，飛行員通過操縱改變螺旋槳的方向、轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)進退、上下、左右及俯仰飛行。發(fā)動機、燃料箱和及飛行員處于升力扇中間及下方，以降低重心，避免噴氣背包在飛行中上下顛倒，撞向地面。
該飛行器采用了無人飛行控制系統(tǒng)、零空速懸停技術(shù)，即在空中雙手松開操縱桿之后，飛行器就會在空中懸停，等待下一步操作：使用與F1賽車相同類型的駕駛艙，可以在撞擊時保護飛行員的安全，還配備了彈射降落傘系統(tǒng)，如果遇到特殊情況，飛行器無法正常降落時，可以關(guān)閉動力源，同時打開降落傘，利用空氣阻力減小下降速度，從而避免駕駛者快速落地面造成傷害，該飛行器因此躋身當(dāng)今世界上最安全的超輕型飛行器之列。
表一為它的部分技術(shù)參數(shù)：

飛行器類型	一級超輕型	飛行器主要材料	碳纖維
成員數(shù)量	單人飛行	最大承載質(zhì)量	100kg
滿油時飛行器質(zhì)量	200kg	燃料體積	50L
最大起飛質(zhì)量	300kg	燃料及油品	汽油

為了給飛行器設(shè)計面積合適的降落傘，研究人員對降落傘所受阻力與降落傘的傘面面積、下落速度之間的關(guān)系進行了探究，他們分別將傘面面積和總重不同的圓形降落傘，從高處下落，測出最終勻速下落時的速度（即收尾速度），實驗結(jié)果如表二所示：

傘面面積S/m2	0.2	0.2	0.4	0.6
傘和物總重G/N	1.6	3.6	12.8	4.8
收尾速度v/m?s-1	2	3	4	2
收尾速度的平方v2/（m?s）2	4	9	16	4

（1）飛行員通過操縱改變螺旋槳的方向、轉(zhuǎn)速，可實現(xiàn)各種飛行，說明力的作用效果跟力的

方向

方向

和

大小

大小

有關(guān)。
（2）關(guān)于上述背包式飛行器，下列說法正確的是

A

A

。
A.用碳纖維作為飛行器的主要制作材料，是因為可以減小自身重力
B.若不計空氣阻力，飛行器勻速上升時的升力大于勻速下降時的升力
C.遇到特殊情況飛行器無法正常降落時，關(guān)閉動力源后慣性會減小
D.當(dāng)該飛行器在空中啟動零空速懸停技術(shù)時，受到的升力就會突然消失
（3）該飛行器通過兩個螺旋槳輪動可以實現(xiàn)變向和變速，它的工作原理是利用力的作用是

相互

相互

的，它在月球上

不可以

不可以

（選填“可以”或“不可以”）飛行，該飛行器未裝油時的質(zhì)量為

164

164

kg。（已知油的密度ρ_油=0.72×10³kg/m³）
（4）分析表二數(shù)據(jù)可知：當(dāng)傘面面積一定時，降落傘所受的空氣阻力與

收尾速度的平方

收尾速度的平方

成正比，要使該飛行器的收尾速度不超過5m/s,則降落傘的面積至少為

60

60

m²，請寫出推算過程

勻速時阻力等于重力，所以由表中數(shù)據(jù)可得，降落傘所受阻力與收尾速度的平方之間的關(guān)系式為f=2Sv²，要使飛行器的收尾速度不超過5m/s,按最大起飛質(zhì)量300kg計算，最大重力為G_大=m_大g=300kg×10N/kg=3000N=f,則降落傘的面積至少為S=

f

2

v

2

=

3000

N

2

×

（

5

m

/

s

）

2

=60m²

勻速時阻力等于重力，所以由表中數(shù)據(jù)可得，降落傘所受阻力與收尾速度的平方之間的關(guān)系式為f=2Sv²，要使飛行器的收尾速度不超過5m/s,按最大起飛質(zhì)量300kg計算，最大重力為G_大=m_大g=300kg×10N/kg=3000N=f,則降落傘的面積至少為S=

f

2

v

2

=

3000

N

2

×

（

5

m

/

s

）

2

=60m²

。