Question

19．掃地機器人是智能家用電器的一種，正逐漸進入我們的生活．如圖所示，是一款自動清掃技術(shù)和人工智能設計于一體的地面清掃機器人．掃地機器人具有主動躲避障礙物、自動吸塵、自動返回充電等諸多智能功能，它的工作原理是通過電動機轉(zhuǎn)動使內(nèi)部氣體壓強減小，從而使雜物進入吸塵器；掃地機器人在工作時，若電量不足，會自動返回充電．小王在室內(nèi)運動場上試用中發(fā)現(xiàn)，該機器人在1min內(nèi)沿直線勻速清掃的距離為18m，若它在運動中所受阻力為105N，此機器人清掃地面時運動的速度為0.3m/s，一直保持這個速度清掃過程中動能變大（填“變大”、“不變”或“變小”），此過程中機器人的水平推力所做的功的功率為31.5W．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)流體壓強與流速關系分析如何吸入雜物的；
（2）由v=$\frac{s}{t}$計算機器人清掃地面時運動的速度；
動能與物體的質(zhì)量和速度有關，由此分析機器人動能的變化情況；
由平衡力可得機器人的推力，由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計算機器人的水平推力所做功的功率．

解答 解：
（1）掃地機器人工作時，電動機轉(zhuǎn)動使內(nèi)部氣體流速加快，壓強減小，即吸塵器內(nèi)外存在壓強差，所以能把雜物進入吸塵器；
（2）由題知，機器人工作時在1min內(nèi)沿直線勻速清掃的距離為18m，
所以其清掃時的運動速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{18m}{60s}$=0.3m/s；
機器人一直保持這個速度清掃，即速度不變，由于吸入了雜物，所以機器人的質(zhì)量變大，所以清掃過程中其動能變大；
由題知，機器人做勻速直線運動，水平方向的推力與阻力是一對平衡力，
所以機器人的水平推力：F=F_阻=105N，
所以水平推力所做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=105N×0.3m/s=31.5W．
故答案為：壓強減小；0.3m/s；變大；31.5W．

點評 本題考查了流體壓強與流速關系、動能的影響因素的理解以及速度和功率公式的應用，考查知識點多綜合性強，但難度不算大．