Question

2．新型物流機(jī)器人被大型物流公司廣泛使用，極大提高了產(chǎn)品出入庫(kù)效率．如圖為某號(hào)物流機(jī)器人質(zhì)量為300kg，機(jī)器人底部與地面接觸的面積0.75m²，在6s內(nèi)，機(jī)器人從地面上將重0.3t物品舉髙2m并水平前行3m把物品碼放整齊，完成一次工作流程（取 g=10N/kg），
求：
（1）機(jī)器人在水平地面上不工作時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)有多大？
（2）機(jī)器人完成一次工作流程克服物品重力做的功是多少？
（3）若機(jī)器人的總功率是5kW，工作過程中的機(jī)械效率多大？

Answer 1

分析 （1）機(jī)器人在水平地面不工作時(shí)，對(duì)地面壓力F=G=mg，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$計(jì)算機(jī)器人對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)W=Gh計(jì)算機(jī)器人完成一次工作流程克服物品重力做的功；
（3）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$計(jì)算機(jī)器人做的總功，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$計(jì)算機(jī)器人工作過程中的機(jī)械效率．

解答 解：
（1）機(jī)器人在水平地面不工作時(shí)，對(duì)地面壓力：
F=G=mg=300kg×10N/kg=3000N，
機(jī)器人對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{3000N}{0.75{m}^{2}}$=4×10³Pa；
（2）機(jī)器人完成一次工作流程克服物品重力做的功：
W_有=Gh=m_物gh=0.3×10³kg×10N/kg×2m=6×10³J；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，機(jī)器人完成一次工作流程所做功（總功）：
W_總=Pt=5000W×6s=3×10⁴J，
所以機(jī)器人工作過程中的機(jī)械效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{6×1{0}^{3}J}{3×1{0}^{4}J}$=20%．
答：（1）機(jī)器人在水平地面上不工作時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為4×10³Pa；
（2）機(jī)器人完成一次工作流程克服物品重力做的功為3×10⁴J；
（3）若機(jī)器人的總功率是5kW，工作過程中的機(jī)械效率為20%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓強(qiáng)、有用功、總功和機(jī)械效率的計(jì)算，熟練運(yùn)用公式是關(guān)鍵，計(jì)算中要注意各物理量的單位要統(tǒng)一．