Question

16．“擦窗机器人”的质量为2kg，它的“腹部”有吸盘．当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，它能牢牢地吸在竖直玻璃上．（g取10N/kg）
（1）机器人吸尘的工作原理是通过电机转动时内部压强小于外部压强，从而使杂物进入吸尘器．（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（2）当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，若真空泵继续向外抽气，则擦窗机器人受到的摩擦力不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（3）吸盘与玻璃的接触面积为1.2×10^-3m²，若吸盘在此面积上对玻璃的压强为1.0×10⁵Pa，则吸盘对玻璃的最大压力是120N．
（4）擦窗机器人以0.1m/s的速度匀速竖直向下运动，它重力做功的功率为2W．

Answer 1

分析 （1）根据流体压强与流速的关系可分析机器人吸尘的原理；
（2）物体静止时处于平衡状态，受到的力为平衡力，对其进行受力分析可判断摩擦力的大小；
（3）知道吸盘与玻璃的接触面积即受力面积和吸盘在此面积上对玻璃的压强，根据F=pS求出吸盘对玻璃的压力；
（4）擦窗机器人以0.1m/s的速度匀速竖直向下运动时处于平衡状态，根据二力平衡条件得出重力与摩擦力的关系；根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得出重力的功率．

解答 解：（1）机器人吸尘的工作时，电机转动，内部空气流速快，压强小，外部空气流速慢，压强大，使内部压强小于外部压强，从而使杂物进入吸尘器．
（2）擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，处于平衡状态，竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，当真空泵继续向外抽气时，机器人的重力不变，则擦窗机器人受到的摩擦力不变；
（3）由p=$\frac{F}{S}$可得，吸盘对玻璃的压力：
F=pS=1.0×10⁵Pa×1.2×10^-3m²=120N；
（4）擦窗机器人以0.1m/s的速度匀速竖直向下运动时处于平衡状态，
重力和摩擦力是一对平衡力，二力大小相等；
重力的功率：P=Fv=Gv=mgv=2kg×10N/kg×0.1m/s=2W．
故答案为：（1）小于；（2）不变；（3）120；（4）2．

点评 本题考查了二力平衡条件和压强公式、功率公式的应用，物体在平衡状态下受平衡力，找出平衡力是解题关键．