Question

【题目】如图为快递界的智能分拣机器人——“小黄人”，它工作时能通过“看”地面上粘贴的二维码给自己定位和认路。当派件员将快件放在托盘上，“小黄人”会在一秒内迅速扫码识别信息，读取出其位置译码和目的地信息，每个地址对应不同的下落口，每个下落口对应一个地级市。“小黄人”依照后台计算生成的结果，规划好机器人要走的路线，实现对包裹路径信息的追踪记录，真正实现了扫码、称重、分拣功能“三合一”。据悉，1个机器人，可实现1小时内分拣50个快件的作业总量。

（1）①“小黄人”将快件运到对应的下落口时，就推开托盘，将快件“扔”进下落口（如图2）。如果将“扔”快件的托盘抽象为如图4的示意图，“小黄人”对托盘的推力F始终垂直托盘向上，在水平位置时快件与托盘的重心在同一竖直线上（快件和托盘的质量分布是均匀的）。请根据所学知识分析判断，“小黄人”在“扔”快件的过程中所用推力F_____（选填“逐渐变大”、“保持不变”或“逐渐变小”）。

②托盘的质量400g，OB长为30cm，OA长为5cm．若某快件的质量为3kg，为了将快件“扔”进下落口，请计算“小黄人”此时对托盘推力F至少为多大________。（g取10N/kg）

项目	指标参数
工作电压	15V
功率	30W
电池容量	4000mAh

（2）如图是某款“小黄人”铭牌上的部分参数。电池容量“4000mAh”是指当工作电流为4000mA时，能持续供电1小时。若充满电后，所有电能用于正常工作，则可供机器人持续正常工作多长时间____？

（3）如图3，“小黄人”设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电．若返回过程中受到的阻力为27牛，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时，机器人离充电座不能超过多少米______？（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）

Answer 1

【答案】逐渐变小 102N 2h 320m

【解析】

(1)①在如图所示，推力F始终垂直托盘向上，可知动力臂OA与阻力大小F2保持不变，在绕O点向上转的过程中，F2的力臂l2逐渐变小，由可知，推力F逐渐变小；

；

②托盘在水平位置时快件与托盘的重心在同一竖直线上，可得：

，

阻力的大小为：

；

如图所示，所需的推力

；

(2)电池的容量为

，

由得：

；

(3)克服摩擦力做到功为：

；

根据得：

；

答：(1) ①“小黄人”在“扔”快件的过程中所用推力F逐渐变小；②小黄人此时对托盘至少需要102N的推力才能将快件“扔”进下落口；

(2)可供机器人持续正常工作2h；

(3)需要充电时离充电座不能超过320m。