Question

13．如圖所示是“擦窗機(jī)器人”，它的質(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(shí)，它能牢牢地吸在豎直玻璃上．（g取10N/kg）
（1）機(jī)器人工作時(shí)，主機(jī)內(nèi)部的氣壓小于（選填“大于”、“小于”或“等于”）大氣壓而產(chǎn)生吸力．
（2）當(dāng)擦窗機(jī)器人在豎直玻璃板上靜止時(shí)，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2×10^-3m²，若吸盤在此面積上對(duì)玻璃的壓強(qiáng)為1.5×10⁵Pa，則吸盤對(duì)玻璃的壓力是300N．
（4）擦窗機(jī)器人以0.2m/s的速度勻速豎直向下運(yùn)動(dòng)，重力做功的功率是4W．

Answer 1

分析 （1）由流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：流速越大的位置壓強(qiáng)越��；
（2）首先要明確靜止和勻速下滑時(shí)，物體都處于平衡狀態(tài)，受平衡力，只要找出哪兩個(gè)力是平衡力，然后根據(jù)平衡力的特點(diǎn)解題就可．
（3）根據(jù)壓強(qiáng)定義式的變形公式F=pS可求壓力．
（4）利用速度公式求出下降高度，用公式W=Gh求出重力做的功，用公式P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出功率．

解答 解：（1）由流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：流速越大的位置壓強(qiáng)越小可知，機(jī)器人在工作時(shí)，由于轉(zhuǎn)動(dòng)的扇葉處氣體的流速大，壓強(qiáng)小，在外界大氣壓的作用下將灰塵、雜物吸入集塵盒，故主機(jī)內(nèi)部的氣壓小于大氣壓而產(chǎn)生吸力．
（2）“擦窗機(jī)器人”的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N，“擦窗機(jī)器人”靜止時(shí)處于平衡狀態(tài)，即受力平衡，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20N，只要“擦窗機(jī)器人”在豎直玻璃上靜止，重力不變，摩擦力就不變；
（3）由p=$\frac{F}{S}$得，吸盤對(duì)玻璃的壓力F=pS=1.5×10⁵Pa×2×10^-3m²=300N．
（4）擦窗機(jī)器人重力做功功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=Gv=20N×0.2m/s=4W．
故答案為：（1）小于；（2）不變；（3）300；（4）4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系、二力平衡的特點(diǎn)及對(duì)壓強(qiáng)公式、重力公式、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．