题目
阅读短文,回答问题。来去自如的无人机无人机的动力源来自无刷直流电机。无人机的原理就是当空气流过螺旋桨叶,桨叶上方流速大、压强小,下方流速小、压强大,产生向上的压力差,使无人机上升。机身内部会有控制器控制电机转动的速度,转速越快,升力越大。当无人机起飞时只需增加旋翼速度,四块叶片产生的集体升力大于重力就会上升,这叫爬升阶段。当升力等于无人机的重力,就能够滞空悬停。无人机悬停的时候,四个螺旋桨都以相同的速度旋转。对角螺旋桨朝一个方向旋转,而另一对螺旋桨朝另一个方向旋转。这是因为如果所有螺旋桨都朝同一个方向旋转,无人机机身就会朝相反的方向旋转。无人机俯仰运动,就是前进与后退。只需要控制前螺旋桨转动慢点,后螺旋桨转动快点,就会在前后产生不同的升力。后升力较大时可控制无人机前进。同理,左边螺旋桨转得快一些,右边转得慢一些,升力就会迫使无人机向右翻滚。当一个物体沿直线运动时,若突然受到一个与运动方向垂直的力,物体就会做圆周运动。无人机也是同样的道理,通过遥控就能轻松地做精密圆周运动。(1)无人机产生升力的原理是 ____ 。当无人机在做匀速圆周运动时,受到的是 ____ (选填“平衡”或“非平衡”)力。(2)无人机悬停的时候,若四个螺旋桨旋转方向相同,会出现的现象是 ____ ;当前螺旋桨转动慢,后螺旋桨转动快,无人机会向 ____ (选填“前”或“后”)运动。为使无人机能更灵活自由地飞行,你对无人机的机壳在选用材料上有什么建议? ____ 。
阅读短文,回答问题。
来去自如的无人机无人机的动力源来自无刷直流电机。无人机的原理就是当空气流过螺旋桨叶,桨叶上方流速大、压强小,下方流速小、压强大,产生向上的压力差,使无人机上升。机身内部会有控制器控制电机转动的速度,转速越快,升力越大。当无人机起飞时只需增加旋翼速度,四块叶片产生的集体升力大于重力就会上升,这叫爬升阶段。当升力等于无人机的重力,就能够滞空悬停。无人机悬停的时候,四个螺旋桨都以相同的速度旋转。对角螺旋桨朝一个方向旋转,而另一对螺旋桨朝另一个方向旋转。这是因为如果所有螺旋桨都朝同一个方向旋转,无人机机身就会朝相反的方向旋转。
无人机俯仰运动,就是前进与后退。只需要控制前螺旋桨转动慢点,后螺旋桨转动快点,就会在前后产生不同的升力。后升力较大时可控制无人机前进。同理,左边螺旋桨转得快一些,右边转得慢一些,升力就会迫使无人机向右翻滚。当一个物体沿直线运动时,若突然受到一个与运动方向垂直的力,物体就会做圆周运动。无人机也是同样的道理,通过遥控就能轻松地做精密圆周运动。
(1)无人机产生升力的原理是 ____ 。当无人机在做匀速圆周运动时,受到的是 ____ (选填“平衡”或“非平衡”)力。
(2)无人机悬停的时候,若四个螺旋桨旋转方向相同,会出现的现象是 ____ ;当前螺旋桨转动慢,后螺旋桨转动快,无人机会向 ____ (选填“前”或“后”)运动。为使无人机能更灵活自由地飞行,你对无人机的机壳在选用材料上有什么建议? ____ 。
来去自如的无人机无人机的动力源来自无刷直流电机。无人机的原理就是当空气流过螺旋桨叶,桨叶上方流速大、压强小,下方流速小、压强大,产生向上的压力差,使无人机上升。机身内部会有控制器控制电机转动的速度,转速越快,升力越大。当无人机起飞时只需增加旋翼速度,四块叶片产生的集体升力大于重力就会上升,这叫爬升阶段。当升力等于无人机的重力,就能够滞空悬停。无人机悬停的时候,四个螺旋桨都以相同的速度旋转。对角螺旋桨朝一个方向旋转,而另一对螺旋桨朝另一个方向旋转。这是因为如果所有螺旋桨都朝同一个方向旋转,无人机机身就会朝相反的方向旋转。
无人机俯仰运动,就是前进与后退。只需要控制前螺旋桨转动慢点,后螺旋桨转动快点,就会在前后产生不同的升力。后升力较大时可控制无人机前进。同理,左边螺旋桨转得快一些,右边转得慢一些,升力就会迫使无人机向右翻滚。当一个物体沿直线运动时,若突然受到一个与运动方向垂直的力,物体就会做圆周运动。无人机也是同样的道理,通过遥控就能轻松地做精密圆周运动。
(1)无人机产生升力的原理是 ____ 。当无人机在做匀速圆周运动时,受到的是 ____ (选填“平衡”或“非平衡”)力。
(2)无人机悬停的时候,若四个螺旋桨旋转方向相同,会出现的现象是 ____ ;当前螺旋桨转动慢,后螺旋桨转动快,无人机会向 ____ (选填“前”或“后”)运动。为使无人机能更灵活自由地飞行,你对无人机的机壳在选用材料上有什么建议? ____ 。
题目解答
答案
解:(1)无人机的原理就是当空气流过螺旋桨叶,桨叶上方流速大、压强小,下方流速小、压强大,产生向上的压力差,使无人机上升,无人机产生升力的原理是流体压强与流速的关系。
当无人机在做匀速圆周运动时,速度的方向时刻发生改变,受到的是非平衡力。
(2)当升力等于无人机的重力,就能够滞空悬停。无人机悬停的时候,四个螺旋桨都以相同的速度旋转。对角螺旋桨朝一个方向旋转,而另一对螺旋桨朝另一个方向旋转;无人机悬停的时候,若四个螺旋桨旋转方向相同,会出现的现象是:无人机机身就会朝相反的方向旋转。
当前螺旋桨转动慢,后螺旋桨转动快,后升力较大,后升力较大时可控制无人机前进,无人机会向前运动。
为使无人机能更灵活自由地飞行,就需要减小无人机的惯性,即减小无人机的质量,在无人机体积一定时,对无人机的机壳在选用材料上选用密度较小的材料,从而减轻无人机的质量。
故答案为:(1)流体压强与流速的关系;非平衡;(2)无人机机身就会朝相反的方向旋转;前;选用密度较小的材料。
当无人机在做匀速圆周运动时,速度的方向时刻发生改变,受到的是非平衡力。
(2)当升力等于无人机的重力,就能够滞空悬停。无人机悬停的时候,四个螺旋桨都以相同的速度旋转。对角螺旋桨朝一个方向旋转,而另一对螺旋桨朝另一个方向旋转;无人机悬停的时候,若四个螺旋桨旋转方向相同,会出现的现象是:无人机机身就会朝相反的方向旋转。
当前螺旋桨转动慢,后螺旋桨转动快,后升力较大,后升力较大时可控制无人机前进,无人机会向前运动。
为使无人机能更灵活自由地飞行,就需要减小无人机的惯性,即减小无人机的质量,在无人机体积一定时,对无人机的机壳在选用材料上选用密度较小的材料,从而减轻无人机的质量。
故答案为:(1)流体压强与流速的关系;非平衡;(2)无人机机身就会朝相反的方向旋转;前;选用密度较小的材料。
解析
- 考查要点:本题主要考查流体压强与流速的关系、物体受力分析、力与运动的关系,以及物理知识在实际问题中的应用。
- 解题核心:
- 流体压强:螺旋桨上下表面的流速差异导致压强差,产生升力。
- 匀速圆周运动:速度方向变化,受力不平衡。
- 力的平衡与反作用力:螺旋桨旋转方向对机身稳定性的影响。
- 惯性与材料选择:减小质量可减小惯性,提高灵活性。
第(1)题
第一空
流体压强与流速的关系是本题的核心原理。螺旋桨上方流速大、压强小,下方流速小、压强大,上下表面的压强差形成升力。
第二空
匀速圆周运动的速度方向不断变化,因此物体的运动状态改变,受力为非平衡力。
第(2)题
第一空
若四个螺旋桨旋转方向相同,根据反作用力原理,机身会朝相反方向旋转,导致无法稳定悬停。
第二空
当前螺旋桨转速慢、后螺旋桨转速快时,后升力更大,无人机向前运动。
第三空
减小惯性是关键。在体积固定时,选择密度较小的材料可有效减轻无人机质量,从而减小惯性,提升灵活性。