Question

10．“擦窗機(jī)器人”的質(zhì)量為2千克，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．
（1）當(dāng)擦窗機(jī)器人在豎直玻璃板上靜止時，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1.2×10^-3米²，若吸盤在此面積上對玻璃的壓強(qiáng)為1.5×10⁵帕，則吸盤對玻璃的壓力是多大？
（3）擦窗機(jī)器人以0.1米/秒的速度勻速豎直向下運動1分鐘，它所受重力的功率是多少？

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）擦窗機(jī)器人1min下降的高度h=s=vt=0.1m/s×60s=6m，
重力做功W=Gh=20N×6m=120J，
重力做功功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{120J}{60s}$=2W．
故答案為：（1）不變．
（2）吸盤對玻璃的壓力為180N．
（3）重力做功功率2W．

點評 本題考查了二力平衡的特點及對壓強(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．