Question

8．我县圆通快递公司为了更加方便、快捷、环保地服务于广大客户，创新了无人机快递服务，该公司如图所示无人机有关信息如下表：

无人机自重（含电池）G	100N
最大升力F	200N
最大飞行速度v	54km/h
脚架与水平地面接触面积S	10-2m2

求：（1）无人机送货时最大能装载多少千克的货物？（g取10N/kg）
（2）现要将货物送到27km的地方，最快需要多少分钟？
（3）当无人机载着60N货物降落在水平地面上时，对地面产生的压强是多大？

Answer 1

分析 （1）无人机送货时，在空中匀速行驶时处于平衡状态，所载货物的重力最大，其大小等于最大升力减去自重，根据G=mg求出所载货物的最大质量；
（2）知道无人机的最大速度和飞行的距离，根据v=$\frac{s}{t}$求出需要的最短时间；
（3）当无人机载着60N货物降落在水平地面上时，对地面的压力和它们的重力相等，根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面产生的压强．

解答 解：
（1）无人机送货时，在空中匀速行驶时处于平衡状态，所载货物的重力最大，
则G_货物=F_升-G_飞机=200N-100N=100N，
由G=mg可得，所载货物的最大质量：
m_货物=$\frac{{G}_{货物}}{g}$=$\frac{100N}{10N/kg}$=10kg；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得，需要的最短时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{27km}{54km/h}$=0.5h=30min；
（3）当无人机载着60N货物降落在水平地面上时，对水平地面的压力：
F_压=G_飞机+G_货物′=100N+60N=160N，
则对地面产生的压强：
p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{160N}{1{0}^{-2}{m}^{2}}$=1.6×10⁴Pa．
答：（1）无人机送货时最大能装载10kg的货物；
（2）现要将货物送到27km的地方，最快需要30min；
（3）当无人机载着60N货物降落在水平地面上时，对地面产生的压强是1.6×10⁴Pa．

点评 本题考查了二力平衡条件和重力公式、速度公式、压强公式的应用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等．