三、计算题
强化练 13 牛顿运动定律和运动学规律的综合应用
对应学生用书 第179页
1.导学号:82460546(2015·济南二模,23)如图所示为四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器,目前正得到越来越广泛的应用。一架质量m=2 kg的无人机,其动力系统所能提供的最大升力F=36 N,运动过程中所受空气阻力大小恒为f=4 N.g取10 m/s2.
(1)无人机在地面上从静止开始,以最大升力竖直向上起飞。求在t=5 s时离地面的高度h;
(2)当无人机悬停在距离地面高度H=100 m处,由于动力设备故障,无人机突然失去升力而坠落。求无人机坠落地面时的速度v;
(3)在无人机坠落过程中,在遥控设备的干预下,动力设备重新启动提供向上最大升力.为保证安全着地,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t1.
解析:(1)根据题意,设上升时加速度为a,由牛顿第二定律:F-mg-f=ma
解得:a=6 m/s2
由x=at2,得上升高度:h=at2
解得:h=75 m
(2)设下落过程加速度为a1,由牛顿第二定律得:
下落过程中: mg-f=ma1