Question

【题目】随着生活品味的提升，玻璃房逐渐受到人们的青眯，这大玻璃窗户的清洁可由如图所示的“自动擦窗机器人”完成．某“自动擦窗机器人”的质量为2kg，它的“腹部”有吸盘．当自动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）求当自动擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时所受摩擦力为多少？此时若真空泵继续向外抽气，则自动擦窗机器人受到的摩擦力将如何变化？

（2）当自动擦窗机器人竖直向下运动时，若真空泵继续向外抽气，则自动擦窗机器人受到的摩擦力如何变化？

（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1.5×105Pa，则吸盘对玻璃的压力是多大？

Answer 1

【答案】（1）20N;此时摩擦力与重力是平衡力，重力不变，所以摩擦力不变；（2）压力增大时，物体所受的滑动摩擦力增大；（3）180N.

【解析】

（1）“擦窗机器人”的重力：G=mg=2kg×10N/kg=20N，“擦窗机器人”静止时处于平衡状态，即受力平衡，在竖直方向上摩擦力和重力平衡，则摩擦力大小等于重力大小等于20N；只要“擦窗机器人”在竖直玻璃上静止，重力不变，摩擦力就不变；

（2）自动擦窗机器人竖直向下运动时，若真空泵继续向外抽气，墙受到的压力增大，墙对自动擦窗机器人的支持力增大，则自动擦窗机器人受到的摩擦力变大；

（3）由p=得，吸盘对玻璃的压力F=pS=1.5×105Pa×1.2×103m2=180N。