Question

16．“擦窗機(jī)器人”的質(zhì)量為2kg，它的“腹部”有吸盤．當(dāng)擦窗機(jī)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）機(jī)器人吸塵的工作原理是通過電機(jī)轉(zhuǎn)動時內(nèi)部壓強(qiáng)小于外部壓強(qiáng)，從而使雜物進(jìn)入吸塵器．（選填“大于”、“小于”或“等于”）
（2）當(dāng)擦窗機(jī)器人在豎直玻璃板上靜止時，若真空泵繼續(xù)向外抽氣，則擦窗機(jī)器人受到的摩擦力不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）吸盤與玻璃的接觸面積為1.2×10^-3m²，若吸盤在此面積上對玻璃的壓強(qiáng)為1.0×10⁵Pa，則吸盤對玻璃的最大壓力是120N．
（4）擦窗機(jī)器人以0.1m/s的速度勻速豎直向下運(yùn)動，它重力做功的功率為2W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系可分析機(jī)器人吸塵的原理；
（2）物體靜止時處于平衡狀態(tài)，受到的力為平衡力，對其進(jìn)行受力分析可判斷摩擦力的大小；
（3）知道吸盤與玻璃的接觸面積即受力面積和吸盤在此面積上對玻璃的壓強(qiáng)，根據(jù)F=pS求出吸盤對玻璃的壓力；
（4）擦窗機(jī)器人以0.1m/s的速度勻速豎直向下運(yùn)動時處于平衡狀態(tài)，根據(jù)二力平衡條件得出重力與摩擦力的關(guān)系；根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得出重力的功率．

解答 解：（1）機(jī)器人吸塵的工作時，電機(jī)轉(zhuǎn)動，內(nèi)部空氣流速快，壓強(qiáng)小，外部空氣流速慢，壓強(qiáng)大，使內(nèi)部壓強(qiáng)小于外部壓強(qiáng)，從而使雜物進(jìn)入吸塵器．
（2）擦窗機(jī)器人在豎直玻璃板上靜止時，處于平衡狀態(tài)，豎直方向受到的重力和摩擦力是一對平衡力，二力大小相等，當(dāng)真空泵繼續(xù)向外抽氣時，機(jī)器人的重力不變，則擦窗機(jī)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=1.0×10⁵Pa×1.2×10^-3m²=120N；
（4）擦窗機(jī)器人以0.1m/s的速度勻速豎直向下運(yùn)動時處于平衡狀態(tài)，
重力和摩擦力是一對平衡力，二力大小相等；
重力的功率：P=Fv=Gv=mgv=2kg×10N/kg×0.1m/s=2W．
故答案為：（1）小于；（2）不變；（3）120；（4）2．

點評 本題考查了二力平衡條件和壓強(qiáng)公式、功率公式的應(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．