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...

問題詳情：

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後，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？

【回答】

（1）無人機從起飛到火場上空，這一過程共耗時110s；

（2）無人機到達火場上空後，懸停觀測10分鐘，則10分鐘內電動機消耗1.2×105J；

（3）無人機以最大速度勻速直線上升60m，這個過程中消耗2000J的電能。

【解析】利用s=vt求出勻速上升需要時間、水平勻速直線飛行時間，進而求出起飛到到達火場需要時間；求出懸停時電動機總功率（4個電動機），利用W=Pt求懸停時消耗電能；無人機上升過程的升力等於重力加上阻力，利用W=Fs求升力做的有用功，利用η==90%求消耗的電能。

（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。

知識點：電功率單元測試

題型：計算題