Question

【题目】如图所示，水平地面上有一个扫地机器人，它通过安装在身体底部的三个轮子与地面接触，清扫中利用软毛刷和吸气孔收集灰尘，遇到障碍物能够自动改变方向继续行进，某次机器人开始扫地1min后遇到障碍原地旋转20s，然后继续扫地2min，总行驶路程为36m。已知机器人质量为3.8kg，圆形身体半径为0.2m，三个轮子与地面接触的总有效面积为2×10﹣4m2，行进中受地面的摩擦阻力大小恒为10N，忽略灰尘质量、毛刷支撑以及气流的影响，取g=10N/kg。求：

（1）机器人清扫工作中对地面的压强；

（2）机器人在本次清扫工作中的平均速度

（3）若机器人某段时间以0.5m/s的速度做匀速直线运动，计算机器人该段时间内牵引力的功率

Answer 1

【答案】（1）1.9×105Pa；（2）0.18m/s；（3）5W。

【解析】（1）机器人对水平地面的压力为：F＝G＝mg＝3.8kg×10N/kg＝38N；机器人对地面的压强为：p＝＝1.9105Pa；（2）机器人总行驶路程s＝36m，所用总时间为：t＝1×60s20s2×60s＝200s，则机器人在本次清扫工作中的平均速度：v＝＝0.18m/s；（3）因为机器人做匀速直线运动，所以牵引力与阻力平衡，则F牵＝f＝10N；由P＝＝Fv可得，机器人牵引力的功率为：P＝F牵v＝10N×0.5m/s＝5W。