（2018•白银）如图所示为某品牌四旋翼无人机，该无人机具有一键起降和返航、空中悬停、高清拍摄、GPS定位等功能，下表是该无人的部分参数：
| 整机质量 | 2kg | 电池额定电压 | 15V |
| 最大上升速度 | 6m/s | 电动机工作电压 | 12V |
| 最大下降速度 | 2m/s | 悬停时每个电动机功率 | 50W |
| 最大水平速度 | 16m/s | 电动机数量 | 4 |
在某次火灾中，该无人机参与火情的勘测，它先以最大速度匀速直线上升，且达到60m高处时，再以最大速度水平匀速直线飞行到达1.6km远处的火场上空。若无人机整个过程四个电动机同时工作，电动机将电能转化为机械能的效率为90%，假设无人机以最大速度匀速直线上升时，受到的阻力大小为10N，通过计算回答下列问题：（g取10N/kg）
（1）无人机从起飞到火场上空，这一过程共耗时多少秒？
（2）无人机到达火场上空后，悬停观测10分钟，则10分钟内电动机消耗多少电能？
（3）无人机以最大速度匀速直线上升60m，这个过程中消耗多少电能？
答案
解：
（1）由v=
得，
匀速上升需要的时间：t1=
=
=10s；
水平匀速直线飞行的时间：t2=
=
=100s，
无人机从起飞到火场上空，这一过程共耗时：
t=t1+t2=10s+100s=110s；
（2）悬停时电动机总功率：P=50W×4=200W，
悬停时消耗电能：W=Pt=200W×10×60s=1.2×105J；
（3）无人机匀速上升过程的升力：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%可得消耗的电能：
W电=
=
=2000J。
答：（1）无人机从起飞到火场上空，这一过程共耗时110s；
（2）无人机到达火场上空后，悬停观测10分钟，则10分钟内电动机消耗1.2×105J；
（3）无人机以最大速度匀速直线上升60m，这个过程中消耗2000J的电能。
