Question

【題目】如圖A是某品牌擦窗機器人（窗寶），它具有智慧運營系統。它擁有四組防跌落識別器，能夠有效識別邊框，可配合智能芯片巧妙避障，無框玻璃也可放心使用。擦除模式一般采用“N模式”，如圖C所示為“N模式”的移動軌跡；圖D為擦窗機器人部分參數

擦窗機器人部分參數
額定電壓(V)	24
額定總功率(W) （真空電動機和驅動電動機）	60
產品凈重（kg）	2
產品尺寸(mm)	250*250*115
抹布與玻璃接觸面積(mm2)	30000
真空度	3000Pa
D		E

（1）擦窗機器人采用吸盤真空泵，位于如圖E處的“風機”處，形成一處較小的密閉空間，該處使擦窗機器人內外受到_________差，從而牢牢的吸在玻璃窗上。該處的真空度可達3000Pa（即內部氣壓為3000Pa），若機器人內吸盤的面積為30cm2，求密閉空間內氣體對機器人的壓力大小為多少______？

（2）圖B中為擦窗機器人靜止在窗戶上，請作出此時它受到的摩擦力示意圖。

（__________）

（3）正常工作中，電動機的工作效率為80%，則電動機工作10min會產生多少熱量_______？

（4）擦窗機器人在擦窗過程中受驅動電動機驅動，若擦窗機器人在擦窗過程中受到的滑動摩擦力恒為100N，現有一扇窗戶，其玻璃面高1.5m，寬1m，將機器人置于該玻璃上方一角，采用“N”型模式擦窗，擦除過程中水平方向和豎直方向均做勻速直線運動，且為了達到更好的凈潔效果，每次單向擦窗時會覆蓋原擦除面的50%。求擦窗機器人在移動擦完該窗過程中克服摩擦力做的功__________。

Answer 1

【答案】壓力差 9N 7.2×103J 950J

【解析】

第一空．在風機的作用下，不斷將吸盤內的氣體抽出，使吸盤內壓強減小，使擦窗機器人內外受到壓力差，從而牢牢的吸在玻璃窗上；

第二空．密閉空間內氣體對機器人的壓力大小為：

；

第三空．因為擦窗機器人靜止在窗戶上，因此受力平衡，豎直方向上受到向下的重力和向上的摩擦力的作用，摩擦力示意圖如圖：

第四空．電動機工作10min消耗的電能為：

產生熱量為：

；

第五空．擦窗機器人在玻璃上，水平方向上共移動距離為：

1m-0.25m=0.75m

豎直方向上移動時，第一次擦除的寬度為0.25m，之后每次多擦除寬度為0.125m，因此來回移動的次數為：

因此擦窗機器人豎直方向上移動的距離為：

7×（1.5m-0.25m）=8.75m

移動的總距離為：

8.75m+0.75m=9.5m

器人在移動擦完該窗過程中克服摩擦力做的功為：

。