Question

【題目】如圖所示為某品牌四旋翼無人機，該無人機具有一鍵起降和返航、空中懸停、高清拍攝、GPS定位等功能，下表是該無人的部分參數：

在某次火災中，該無人機參與火情的勘測，它先以最大速度勻速直線上升，且達到60m高處時，再以最大速度水平勻速直線飛行到達1.6km遠處的火場上空。若無人機整個過程四個電動機同時工作，電動機將電能轉化為機械能的效率為90%，假設無人機以最大速度勻速直線上升時，受到的阻力大小為10N，通過計算回答下列問題：（g取10N/kg）

(1)無人機從起飛到火場上空,這一過程共耗時多少秒？

(2)無人機到達火場上空后,懸停觀測10分鐘,則10分鐘內電動機消耗多少電能？

(3)無人機以最大速度勻速直線上升60m,這個過程中消耗多少電能?

Answer 1

【答案】（1）110s；（2）1.2×105J；（3）2000J。

【解析】

解：（1）由v＝得，勻速上升需要的時間：t1＝＝10s；水平勻速直線飛行的時間：t2＝＝100s，無人機從起飛到火場上空，這一過程共耗時：t＝t1+t2＝10s+100s＝110s；（2）懸停時電動機總功率：P＝50W×4＝200W，懸停時消耗電能：W＝Pt＝200W×10×60s＝1.2×105J；（3）無人機勻速上升過程的升力：F＝G+f＝mg+f＝2kg×10N/kg+10N＝30N，做的有用功：W有用＝Fh＝30N×60m＝1800J，

由η＝＝90%可得消耗的電能：W電＝＝2000J。