Question

18．如圖甲，質(zhì)量為2kg的“擦窗機器人”靜止在豎直玻璃上，如圖乙，它的“腹部”有吸擦窗機器人的真空泵將吸盤內(nèi)的空氣向外抽出時，它能牢牢地吸在豎直玻璃上．（g取10N/kg）

（1）當擦窗機器人在豎直玻璃板上靜止時，請在圖丙中畫出擦窗機器人受到的所有力的示意圖（A點代表擦窗機器人）．（提示：需表示出力的三要素）
（2）當擦窗機器人在豎直玻璃上靜止時，若真空泵繼續(xù)向外抽氣，則擦窗機器人受到的摩擦力不變（填“變大”、“變小”或“不變”；吸盤內(nèi)空氣重力不計）．
（3）吸盤與玻璃接觸面積為1.2×10^-3m³，若吸盤在此面積上對玻璃的壓強為10⁵Pa，則吸盤對玻璃的壓力是120N．

Answer 1

分析 （1）當擦窗機器人在豎直玻璃板上靜止時，處于平衡狀態(tài)，受平衡力，然后根據(jù)力的示意圖的畫法即可得出答案；
（2）首先要明確靜止和勻速下滑時，物體都處于平衡狀態(tài)，受平衡力，只要找出哪兩個力是平衡力，然后根據(jù)平衡力的特點解題即可；
（3）根據(jù)壓強定義式的變形公式F=pS可求出吸盤對玻璃的壓力．

解答 解：（1）“擦窗機器人”的重力：G=mg=2kg×10N/kg=20N，
“擦窗機器人”靜止時處于平衡狀態(tài)，在豎直方向上摩擦力和重力平衡，則摩擦力大小等于重力大小，即f=G=20N；
水平方向上受到大氣壓力和玻璃板對它的支持力，這兩個力是一對平衡力，如圖所示：

（2）只要“擦窗機器人”在豎直玻璃上靜止，則重力和摩擦力就是一對平衡力；由于機器人的重力不變，所以擦窗機器人受到的摩擦力不變；
（3）由p=$\frac{F}{S}$可得，吸盤對玻璃的壓力：F=pS=10⁵Pa×1.2×10^-3m²=120N．
故答案為：（1）見上圖；（2）不變；（3）120．

點評 本題考查了二力平衡的特點及對重力公式、壓強公式的應(yīng)用．物體在平衡狀態(tài)下受平衡力，找出平衡力是解題關(guān)鍵．