Question

【題目】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。機器人通過電動機旋轉產生高速氣流，將灰塵、雜物吸人集塵盒；其防滑輪皮采用凸凹材質制成；底部安裝有塑料刷，用于清掃吸附在地板上的灰塵及輕小物體；前端裝有感應器，通過發(fā)射、接收超聲波或紅外線來偵測障礙物。當剩余電量減為電池容量的20%時，機器人會主動尋找充電器充電。如圖所示，是一款集自動清掃技術和人工智能設計于一體的地面清掃機器人。小華在室外運動場上試用中發(fā)現，該機器人在1min內沿直線勻速清掃的距離為15m，若它在運動中所受阻力為120N，問：

（1）機器人工作時，主機內部的氣壓________(選填“大于”“小于”或“等于”)大氣壓而產生吸力；

（2）此機器人在清掃地面時運動的速度為多大_________ ?

（3）此過程中機器的水平推力所做的功及功率分別是多大____________?

（4）若此時機器人的電功率為40W，則機器人工作時的效率為多大 ___________?

Answer 1

【答案】小于 0.25m/s 1800J；30W 75%

【解析】

（1）流體壓強與流速的關系：流速越大的位置壓強越小，可以知道，掃地機器人在工作時，因為轉動的扇葉處氣體的流速大，壓強小，主機內部的氣壓小于大氣壓；

（2）此機器人在清掃地面時運動的速度為：v==0.25m/s；

（3）機器人沿直線勻速運動，受到的推力和阻力是平衡力，機器人的水平推力F=f=120N，水平推力所做的功為：W=Fs=120N×15m=1800J；

水平推力所做功的功率為：F==30W；

（4）機器人工作1min消耗的電能為：W=Pt=40W×60s=2400J。

機器人工作時的效率為：η==75%。