12.随着科技的不断进步，快递行业使用无人机快递包裹。如图为某型号的无人机，该无人机自身质量为5 kg，能提供的最大升力为200 N。不计空气阻力，g取10 N/kg，求：
(1)该无人机的重力。
(2)该无人机悬停时，需要的升力。
(3)该无人机悬停时，能吊起包裹的最大质量。

解:(1)该无人机的重力 $G_{机}=m_{机}g=5\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=50\ \mathrm{N}$。
(2)该无人机悬停时,受到的重力与升力是一对平衡力,其大小相等,因此需要的升力 $F=G_{机}=50\ \mathrm{N}$。
(3)当无人机吊起包裹悬停时,包裹和无人机的总重力与升力是平衡力,其大小相等,即 $F_{升}=G_{机}+G_{包裹}$,由于升力最大为200 N,因此能吊起包裹的最大重力 $G_{包裹}=F_{升}-G_{机}=200\ \mathrm{N}-50\ \mathrm{N}=150\ \mathrm{N}$,能吊起包裹的最大质量
$m_{包裹}=\dfrac{G_{包裹}}{g}=\dfrac{150\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=15\ \mathrm{kg}$。

【分析】
本题围绕无人机的重力、悬停时的升力及最大吊重展开，解题思路如下：
1. 计算无人机自身重力，直接运用重力公式$G=mg$，代入已知的无人机质量和$g$即可；
2. 无人机悬停时处于平衡状态，竖直方向受力平衡，升力与重力是一对平衡力，大小相等，因此升力等于无人机重力；
3. 当无人机以最大升力悬停时，竖直方向总重力（无人机重力+包裹重力）与最大升力平衡，据此算出包裹的最大重力，再通过质量公式$m=\frac{G}{g}$求出包裹的最大质量。
【解析】
解:(1) 已知无人机自身质量$m_{机}=5\ \mathrm{kg}$，根据重力公式$G=mg$，可得无人机的重力：
$G_{机}=m_{机}g=5\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=50\ \mathrm{N}$。
(2) 无人机悬停时，处于平衡状态，竖直方向受到的重力与升力是一对平衡力，二力大小相等，因此需要的升力：
$F=G_{机}=50\ \mathrm{N}$。
(3) 当无人机吊起包裹悬停时，竖直方向总重力（无人机重力+包裹重力）与升力平衡，当升力达到最大值$F_{升最大}=200\ \mathrm{N}$时，能吊起的包裹重力最大，即：
$F_{升最大}=G_{机}+G_{包裹最大}$，
则包裹的最大重力：$G_{包裹最大}=F_{升最大}-G_{机}=200\ \mathrm{N}-50\ \mathrm{N}=150\ \mathrm{N}$，
再根据$m=\frac{G}{g}$，可得包裹的最大质量：
$m_{包裹最大}=\dfrac{G_{包裹最大}}{g}=\dfrac{150\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=15\ \mathrm{kg}$。
【答案】
(1) 该无人机的重力为$50\ \mathrm{N}$；
(2) 该无人机悬停时需要的升力为$50\ \mathrm{N}$；
(3) 该无人机悬停时能吊起包裹的最大质量为$15\ \mathrm{kg}$。
【知识点】
重力计算、二力平衡、质量与重力的关系
【点评】
本题结合无人机快递的实际场景，考查初中力学中重力计算、二力平衡的基础应用，题目情境贴近生活，解题步骤明确，是巩固力学基础的典型题目。
【难度系数】
0.6