Question

【题目】如图A是某品牌擦窗机器人（窗宝），它具有智慧运营系统。它拥有四组防跌落识别器，能够有效识别边框，可配合智能芯片巧妙避障，无框玻璃也可放心使用。擦除模式一般采用“N模式”，如图C所示为“N模式”的移动轨迹；图D为擦窗机器人部分参数

擦窗机器人部分参数
额定电压(V)	24
额定总功率(W) （真空电动机和驱动电动机）	60
产品净重（kg）	2
产品尺寸(mm)	250*250*115
抹布与玻璃接触面积(mm2)	30000
真空度	3000Pa
D		E

（1）擦窗机器人采用吸盘真空泵，位于如图E处的“风机”处，形成一处较小的密闭空间，该处使擦窗机器人内外受到_________差，从而牢牢的吸在玻璃窗上。该处的真空度可达3000Pa（即内部气压为3000Pa），若机器人内吸盘的面积为30cm2，求密闭空间内气体对机器人的压力大小为多少______？

（2）图B中为擦窗机器人静止在窗户上，请作出此时它受到的摩擦力示意图。

（__________）

（3）正常工作中，电动机的工作效率为80%，则电动机工作10min会产生多少热量_______？

（4）擦窗机器人在擦窗过程中受驱动电动机驱动，若擦窗机器人在擦窗过程中受到的滑动摩擦力恒为100N，现有一扇窗户，其玻璃面高1.5m，宽1m，将机器人置于该玻璃上方一角，采用“N”型模式擦窗，擦除过程中水平方向和竖直方向均做匀速直线运动，且为了达到更好的净洁效果，每次单向擦窗时会覆盖原擦除面的50%。求擦窗机器人在移动擦完该窗过程中克服摩擦力做的功__________。

Answer 1

【答案】压力差 9N 7.2×103J 950J

【解析】

第一空．在风机的作用下，不断将吸盘内的气体抽出，使吸盘内压强减小，使擦窗机器人内外受到压力差，从而牢牢的吸在玻璃窗上；

第二空．密闭空间内气体对机器人的压力大小为：

；

第三空．因为擦窗机器人静止在窗户上，因此受力平衡，竖直方向上受到向下的重力和向上的摩擦力的作用，摩擦力示意图如图：

第四空．电动机工作10min消耗的电能为：

产生热量为：

；

第五空．擦窗机器人在玻璃上，水平方向上共移动距离为：

1m-0.25m=0.75m

竖直方向上移动时，第一次擦除的宽度为0.25m，之后每次多擦除宽度为0.125m，因此来回移动的次数为：

因此擦窗机器人竖直方向上移动的距离为：

7×（1.5m-0.25m）=8.75m

移动的总距离为：

8.75m+0.75m=9.5m

器人在移动擦完该窗过程中克服摩擦力做的功为：

。