Question

16．隨著生活品位的提升，玻璃房逐漸受到人們的青睞，這大玻璃窗戶的清潔可由如圖所示的“自動擦窗機(jī)器人”完成．某“自動擦窗機(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）當(dāng)擦窗機(jī)器人在豎直玻璃板上靜止時，摩擦力為20N，此時若真空泵繼續(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”）．
（2）吸盤與玻璃的接觸面積為1.2×^-3m²，若吸盤在此面積上對玻璃的壓強(qiáng)為1.5×10⁵pa，則吸盤對玻璃的壓力180N．
（3）擦窗機(jī)器人豎直向下運(yùn)動時，若真空泵繼續(xù)向外抽氣，則擦窗機(jī)器人受到的摩擦力變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（4）擦窗機(jī)器人在6s內(nèi)勻速豎直向下運(yùn)動了0.6m，重力做功的功率是多大？

Answer 1

分析 （1）首先要明確靜止和勻速下滑時，物體都處于平衡狀態(tài)，受平衡力，只要找出哪兩個力是平衡力，然后根據(jù)平衡力的特點(diǎn)解題就可．
（2）根據(jù)壓強(qiáng)定義式的變形公式F=pS可求壓力．
（3）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=$\frac{W}{t}$（或P=Fv）求出功率．

解答 解：（1）“擦窗機(jī)器人”的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N，
“擦窗機(jī)器人”靜止時處于平衡狀態(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；
（2）由p=$\frac{F}{S}$得，吸盤對玻璃的壓力F=pS=1.5×10⁵Pa×1.2×10^-3m²=180N．
（3）自動擦窗機(jī)器人豎直向下運(yùn)動時，若真空泵繼續(xù)向外抽氣，墻對自動擦窗機(jī)器人的支持力增大，則自動擦窗機(jī)器人受到的摩擦力變大；
（4）擦窗機(jī)器人6s下降的高度h=s=0.6m，
重力做功W=Gh=20N×0.6m=12J，
重力做功功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{12J}{6s}$=2W．
故答案為：
（1）20N；不變；
（2）180N；
（3）變大；
（4）2W．

點(diǎn)評 本題考查了二力平衡的特點(diǎn)及對壓強(qiáng)公式、重力公式、功、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．