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16. (2024,福建)无人机总质量为2 kg,静止时与地面接触的总面积为$1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^{2}$。某次航拍中,无人机匀速竖直上升60 m,升力做功为1 800 J,$g$取10 N/kg,求无人机:
(1)受到的重力;
(2)静止在水平地面上时,对地面的压强;
(3)匀速上升时受到的阻力。
(1)受到的重力;
(2)静止在水平地面上时,对地面的压强;
(3)匀速上升时受到的阻力。
答案
16. (1)20 N;(2)$2 × 10^{4}\ \mathrm{Pa}$;(3)10 N。
【解析】(1)无人机受到的重力$G=mg=2\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}=20\ \mathrm{N}$。(2)无人机静止在水平地面上时,对地面的压力$F=G=20\ \mathrm{N}$;无人机静止在水平地面上时,对地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{20\ \mathrm{N}}{1.0 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^{2}}=2 × 10^{4}\ \mathrm{Pa}$。(3)由$W=Fs$可知,升力$F_{\mathrm{升}}=\frac{W}{s}=\frac{1800\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{m}}=30\ \mathrm{N}$,无人机匀速竖直上升时$F_{\mathrm{升}}=G+f$,所以无人机匀速上升时受到的阻力$f=F_{\mathrm{升}}-G=30\ \mathrm{N}-20\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$。
【解析】(1)无人机受到的重力$G=mg=2\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}=20\ \mathrm{N}$。(2)无人机静止在水平地面上时,对地面的压力$F=G=20\ \mathrm{N}$;无人机静止在水平地面上时,对地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{20\ \mathrm{N}}{1.0 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^{2}}=2 × 10^{4}\ \mathrm{Pa}$。(3)由$W=Fs$可知,升力$F_{\mathrm{升}}=\frac{W}{s}=\frac{1800\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{m}}=30\ \mathrm{N}$,无人机匀速竖直上升时$F_{\mathrm{升}}=G+f$,所以无人机匀速上升时受到的阻力$f=F_{\mathrm{升}}-G=30\ \mathrm{N}-20\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$。
解析
【分析】
本题是力学综合题，分三个小问逐一分析：
1. 第一问求重力，已知无人机质量和g的取值，直接利用重力计算公式$G=mg$即可求解；
2. 第二问求对地面的压强，无人机静止在水平地面时，对地面的压力等于自身重力，再结合压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入压力和接触面积就能算出压强；
3. 第三问求匀速上升时的阻力，先根据功的计算公式$W=Fs$变形求出升力，由于无人机匀速竖直上升，处于平衡状态，升力等于重力与阻力之和，据此可算出阻力。
【解析】
(1) 已知无人机总质量$m=2\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，根据重力公式$G=mg$，可得无人机受到的重力：
$G=mg=2\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=20\ \mathrm{N}$。
(2) 无人机静止在水平地面上时，对地面的压力等于自身重力，即$F=G=20\ \mathrm{N}$，已知接触总面积$S=1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^{2}$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，可得对地面的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{20\ \mathrm{N}}{1.0 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^{2}}=2 × 10^{4}\ \mathrm{Pa}$。
(3) 已知升力做功$W=1800\ \mathrm{J}$，上升高度$s=60\ \mathrm{m}$，由$W=Fs$变形可得升力：
$F_{\mathrm{升}}=\frac{W}{s}=\frac{1800\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{m}}=30\ \mathrm{N}$，
无人机匀速竖直上升时，处于平衡状态，受力平衡，升力等于重力与阻力之和，即$F_{\mathrm{升}}=G+f$，所以阻力：
$f=F_{\mathrm{升}}-G=30\ \mathrm{N}-20\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{20\ \mathrm{N}}$；(2) $\boldsymbol{2 × 10^{4}\ \mathrm{Pa}}$；(3) $\boldsymbol{10\ \mathrm{N}}$
【知识点】
重力计算、压强计算、二力平衡
【点评】
本题属于力学基础综合题，紧密结合生活中的无人机场景，考查了重力、压强、功的计算公式以及二力平衡条件的应用，注重对基础知识和基本公式的考查，解题关键是明确各物理量之间的关系，准确代入数据计算。
【难度系数】
0.7
本题是力学综合题，分三个小问逐一分析：
1. 第一问求重力，已知无人机质量和g的取值，直接利用重力计算公式$G=mg$即可求解；
2. 第二问求对地面的压强，无人机静止在水平地面时，对地面的压力等于自身重力，再结合压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入压力和接触面积就能算出压强；
3. 第三问求匀速上升时的阻力，先根据功的计算公式$W=Fs$变形求出升力，由于无人机匀速竖直上升，处于平衡状态，升力等于重力与阻力之和，据此可算出阻力。
【解析】
(1) 已知无人机总质量$m=2\ \mathrm{kg}$，$g=10\ \mathrm{N/kg}$，根据重力公式$G=mg$，可得无人机受到的重力：
$G=mg=2\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=20\ \mathrm{N}$。
(2) 无人机静止在水平地面上时，对地面的压力等于自身重力，即$F=G=20\ \mathrm{N}$，已知接触总面积$S=1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^{2}$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，可得对地面的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{20\ \mathrm{N}}{1.0 × 10^{-3}\ \mathrm{m}^{2}}=2 × 10^{4}\ \mathrm{Pa}$。
(3) 已知升力做功$W=1800\ \mathrm{J}$，上升高度$s=60\ \mathrm{m}$，由$W=Fs$变形可得升力：
$F_{\mathrm{升}}=\frac{W}{s}=\frac{1800\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{m}}=30\ \mathrm{N}$，
无人机匀速竖直上升时，处于平衡状态，受力平衡，升力等于重力与阻力之和，即$F_{\mathrm{升}}=G+f$，所以阻力：
$f=F_{\mathrm{升}}-G=30\ \mathrm{N}-20\ \mathrm{N}=10\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{20\ \mathrm{N}}$；(2) $\boldsymbol{2 × 10^{4}\ \mathrm{Pa}}$；(3) $\boldsymbol{10\ \mathrm{N}}$
【知识点】
重力计算、压强计算、二力平衡
【点评】
本题属于力学基础综合题，紧密结合生活中的无人机场景，考查了重力、压强、功的计算公式以及二力平衡条件的应用，注重对基础知识和基本公式的考查，解题关键是明确各物理量之间的关系，准确代入数据计算。
【难度系数】
0.7
17. (2025,山东)为了促进低空经济高质量发展,山东省多个城市正在积极构建无人机智慧物流体系。如图11-1-9所示,自重300 N的无人机装载重200 N的货物后停在水平地面上,与地面的总接触面积为$0.01\ \mathrm{m}^{2}$,无人机运送货物过程中,达到限定速度后,匀速上升100 m,接近限定高度。求:
(1)无人机装载货物后对水平地面的压强;
(2)无人机匀速上升过程对货物做的功。
(1)无人机装载货物后对水平地面的压强;
(2)无人机匀速上升过程对货物做的功。
答案
17. (1)$5 × 10^{4}\ \mathrm{Pa}$;(2)$2 × 10^{4}\ \mathrm{J}$。 【解析】(1)无人机装载货物后所受的总重力$G=G_{\mathrm{机}}+G_{\mathrm{货}}=300\ \mathrm{N}+200\ \mathrm{N}=500\ \mathrm{N}$,对水平地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{500\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^{2}}=5 × 10^{4}\ \mathrm{Pa}$。(2)无人机匀速上升过程对货物的功$W=Fh=G_{\mathrm{货}}h=200\ \mathrm{N} × 100\ \mathrm{m}=2 × 10^{4}\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】
对于第(1)问，要计算无人机对水平地面的压强，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，首先需要确定无人机对地面的压力，由于无人机停在水平地面上，压力等于无人机和货物的总重力，先求出总重力，再代入压强公式计算即可；
对于第(2)问，无人机匀速上升时，对货物的拉力等于货物的重力，根据功的计算公式$W=Gh$，将货物重力和上升高度代入即可求出对货物做的功。
【解析】
(1) 首先计算无人机装载货物后的总重力：
$G = G_{\mathrm{机}} + G_{\mathrm{货}} = 300\ \mathrm{N} + 200\ \mathrm{N} = 500\ \mathrm{N}$
因为无人机停在水平地面上，对地面的压力$F = G = 500\ \mathrm{N}$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入数据得：
$p = \frac{500\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^{2}} = 5 × 10^{4}\ \mathrm{Pa}$
(2) 无人机匀速上升时，对货物的拉力等于货物的重力，即$F' = G_{\mathrm{货}} = 200\ \mathrm{N}$，根据功的公式$W = F'h = G_{\mathrm{货}}h$，代入数据得：
$W = 200\ \mathrm{N} × 100\ \mathrm{m} = 2 × 10^{4}\ \mathrm{J}$
【答案】
(1)$5 × 10^{4}\ \mathrm{Pa}$；(2)$2 × 10^{4}\ \mathrm{J}$
【知识点】
压强的计算、功的计算
【点评】
本题考查压强和功的基础计算，解题关键是明确水平面上压力与总重力的关系，以及匀速运动时拉力与货物重力的平衡关系，熟练运用相关公式即可解决问题，属于基础题型。
【难度系数】
0.8
对于第(1)问，要计算无人机对水平地面的压强，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，首先需要确定无人机对地面的压力，由于无人机停在水平地面上，压力等于无人机和货物的总重力，先求出总重力，再代入压强公式计算即可；
对于第(2)问，无人机匀速上升时，对货物的拉力等于货物的重力，根据功的计算公式$W=Gh$，将货物重力和上升高度代入即可求出对货物做的功。
【解析】
(1) 首先计算无人机装载货物后的总重力：
$G = G_{\mathrm{机}} + G_{\mathrm{货}} = 300\ \mathrm{N} + 200\ \mathrm{N} = 500\ \mathrm{N}$
因为无人机停在水平地面上，对地面的压力$F = G = 500\ \mathrm{N}$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入数据得：
$p = \frac{500\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^{2}} = 5 × 10^{4}\ \mathrm{Pa}$
(2) 无人机匀速上升时，对货物的拉力等于货物的重力，即$F' = G_{\mathrm{货}} = 200\ \mathrm{N}$，根据功的公式$W = F'h = G_{\mathrm{货}}h$，代入数据得：
$W = 200\ \mathrm{N} × 100\ \mathrm{m} = 2 × 10^{4}\ \mathrm{J}$
【答案】
(1)$5 × 10^{4}\ \mathrm{Pa}$；(2)$2 × 10^{4}\ \mathrm{J}$
【知识点】
压强的计算、功的计算
【点评】
本题考查压强和功的基础计算，解题关键是明确水平面上压力与总重力的关系，以及匀速运动时拉力与货物重力的平衡关系，熟练运用相关公式即可解决问题，属于基础题型。
【难度系数】
0.8
18. (2023,广西)在劳动实践活动中,小明在平直的道路上用推车运送小麦。他用60 N的水平推力推着推车,以1 m/s的速度匀速前进了一段距离,所用的时间为5 s。求:
(1)推车通过的路程;
(2)推车受到的阻力;
(3)推力做的功。
(1)推车通过的路程;
(2)推车受到的阻力;
(3)推力做的功。
答案
18. (1)5 m;(2)60 N;(3)300 J。 【解析】(1)推车通过的路程$s=vt=1\ \mathrm{m}/\mathrm{s} × 5\ \mathrm{s}=5\ \mathrm{m}$。(2)推车做匀速直线运动,所受的阻力和推力是一对平衡力,二力大小相等,$f=F=60\ \mathrm{N}$。(3)$W=Fs=60\ \mathrm{N} × 5\ \mathrm{m}=300\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】
我们可以分三个小问逐步分析：
1. 对于推车通过的路程，已知推车的速度和运动时间，根据速度公式的变形公式$s=vt$，代入数值即可计算出路程；
2. 推车做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上受到的推力和阻力是一对平衡力，根据二力平衡的条件，这两个力大小相等，因此阻力大小等于推力大小；
3. 计算推力做的功，根据功的计算公式$W=Fs$，其中$F$是已知的推力，$s$是第一问求出的路程，代入数值就能算出功的大小。
【解析】
(1) 已知推车的速度$v=1\ \mathrm{m/s}$，运动时间$t=5\ \mathrm{s}$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$的变形公式可得：
推车通过的路程$s=vt=1\ \mathrm{m/s} × 5\ \mathrm{s}=5\ \mathrm{m}$。
(2) 因为推车做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上受到的阻力$f$和推力$F$是一对平衡力，根据二力平衡条件，二力大小相等，所以$f=F=60\ \mathrm{N}$。
(3) 根据功的计算公式$W=Fs$，将$F=60\ \mathrm{N}$，$s=5\ \mathrm{m}$代入可得：
推力做的功$W=Fs=60\ \mathrm{N} × 5\ \mathrm{m}=300\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1) $5\ \mathrm{m}$；(2) $60\ \mathrm{N}$；(3) $300\ \mathrm{J}$
【知识点】
速度公式的应用、二力平衡、功的计算
【点评】
本题是力学基础综合题，考查了速度、二力平衡和功的相关知识，题目难度不大，只要熟练掌握相关公式和平衡状态的判断方法，就能轻松解答。
【难度系数】
0.8
我们可以分三个小问逐步分析：
1. 对于推车通过的路程，已知推车的速度和运动时间，根据速度公式的变形公式$s=vt$，代入数值即可计算出路程；
2. 推车做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上受到的推力和阻力是一对平衡力，根据二力平衡的条件，这两个力大小相等，因此阻力大小等于推力大小；
3. 计算推力做的功，根据功的计算公式$W=Fs$，其中$F$是已知的推力，$s$是第一问求出的路程，代入数值就能算出功的大小。
【解析】
(1) 已知推车的速度$v=1\ \mathrm{m/s}$，运动时间$t=5\ \mathrm{s}$，根据速度公式$v=\frac{s}{t}$的变形公式可得：
推车通过的路程$s=vt=1\ \mathrm{m/s} × 5\ \mathrm{s}=5\ \mathrm{m}$。
(2) 因为推车做匀速直线运动，处于平衡状态，水平方向上受到的阻力$f$和推力$F$是一对平衡力，根据二力平衡条件，二力大小相等，所以$f=F=60\ \mathrm{N}$。
(3) 根据功的计算公式$W=Fs$，将$F=60\ \mathrm{N}$，$s=5\ \mathrm{m}$代入可得：
推力做的功$W=Fs=60\ \mathrm{N} × 5\ \mathrm{m}=300\ \mathrm{J}$。
【答案】
(1) $5\ \mathrm{m}$；(2) $60\ \mathrm{N}$；(3) $300\ \mathrm{J}$
【知识点】
速度公式的应用、二力平衡、功的计算
【点评】
本题是力学基础综合题，考查了速度、二力平衡和功的相关知识，题目难度不大，只要熟练掌握相关公式和平衡状态的判断方法，就能轻松解答。
【难度系数】
0.8
1. (2025,和平区二模)下列估测接近实际的是(
A.中学生骑自行车的速度约为5 km/h
B.苹果从树上落地重力做功约为4 J
C.冬天洗澡水的温度约为$70\ °\mathrm{C}$
D.物理教师用的粉笔的长度约为10 dm
B
)。A.中学生骑自行车的速度约为5 km/h
B.苹果从树上落地重力做功约为4 J
C.冬天洗澡水的温度约为$70\ °\mathrm{C}$
D.物理教师用的粉笔的长度约为10 dm
答案
1. B 【解析】中学生骑自行车的速度通常在5 m/s=18 km/h;苹果质量约为200 g(0.2 kg),从树上落地高度为2 m,重力做功$W=Gh=mgh=0.2\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N}/\mathrm{kg} × 2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{J}$;人的正常体温约为$37\ °\mathrm{C}$,适宜人体的洗澡水温度通常在$40\ °\mathrm{C}$左右,$70\ °\mathrm{C}$的水温过高;10 dm=100 cm=1 m,实际粉笔长度通常在7~10 cm之间。故选项B正确。
解析
【分析】
这是一道物理量估测题，解题思路是结合生活实际经验，对每个选项中的物理量逐一分析，必要时结合物理公式计算判断：
1. 速度选项：先明确中学生骑自行车的实际速度，通过单位换算（1m/s=3.6km/h）将选项速度换算后与实际值对比；
2. 重力做功选项：估算苹果的质量和下落高度，利用公式$W=Gh=mgh$计算重力做功大小，再判断是否符合实际；
3. 温度选项：结合人体正常体温（约37℃），适宜的洗澡水温度略高于体温，据此判断选项数值是否合理；
4. 长度选项：先进行单位换算（1dm=10cm），再结合实际粉笔长度范围判断选项是否正确。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：中学生骑自行车的速度通常约为5m/s，换算为km/h是$5×3.6\ \mathrm{km/h}=18\ \mathrm{km/h}$，远大于5km/h，故A不符合实际；
选项B：苹果质量约为200g=0.2kg，从树上落地的高度约为2m，根据重力做功公式$W=Gh=mgh$，可得$W=0.2\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{J}$，符合实际；
选项C：人的正常体温约为$37\ °\mathrm{C}$，适宜人体的洗澡水温度通常在$40\ °\mathrm{C}$左右，$70\ °\mathrm{C}$的水温过高，会烫伤皮肤，故C不符合实际；
选项D：10dm=100cm=1m，实际物理教师用的粉笔长度通常在7~10cm之间，远小于1m，故D不符合实际。
综上，选项B正确。
【答案】
B
【知识点】
物理量估测；重力做功计算；单位换算
【点评】
本题考查对常见物理量的估测能力，解题需结合生活经验，同时注意单位换算和物理公式的应用，避免因单位混淆或对生活常识不熟悉而出错，注重物理知识与生活实际的结合。
【难度系数】
0.7
这是一道物理量估测题，解题思路是结合生活实际经验，对每个选项中的物理量逐一分析，必要时结合物理公式计算判断：
1. 速度选项：先明确中学生骑自行车的实际速度，通过单位换算（1m/s=3.6km/h）将选项速度换算后与实际值对比；
2. 重力做功选项：估算苹果的质量和下落高度，利用公式$W=Gh=mgh$计算重力做功大小，再判断是否符合实际；
3. 温度选项：结合人体正常体温（约37℃），适宜的洗澡水温度略高于体温，据此判断选项数值是否合理；
4. 长度选项：先进行单位换算（1dm=10cm），再结合实际粉笔长度范围判断选项是否正确。
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：中学生骑自行车的速度通常约为5m/s，换算为km/h是$5×3.6\ \mathrm{km/h}=18\ \mathrm{km/h}$，远大于5km/h，故A不符合实际；
选项B：苹果质量约为200g=0.2kg，从树上落地的高度约为2m，根据重力做功公式$W=Gh=mgh$，可得$W=0.2\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 2\ \mathrm{m}=4\ \mathrm{J}$，符合实际；
选项C：人的正常体温约为$37\ °\mathrm{C}$，适宜人体的洗澡水温度通常在$40\ °\mathrm{C}$左右，$70\ °\mathrm{C}$的水温过高，会烫伤皮肤，故C不符合实际；
选项D：10dm=100cm=1m，实际物理教师用的粉笔长度通常在7~10cm之间，远小于1m，故D不符合实际。
综上，选项B正确。
【答案】
B
【知识点】
物理量估测；重力做功计算；单位换算
【点评】
本题考查对常见物理量的估测能力，解题需结合生活经验，同时注意单位换算和物理公式的应用，避免因单位混淆或对生活常识不熟悉而出错，注重物理知识与生活实际的结合。
【难度系数】
0.7
