Question

【题目】扫地机器人是智能家用电器的一种，正逐渐进入我们的生活。机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸人集尘盒；其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物。当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人会主动寻找充电器充电。如图所示，是一款集自动清扫技术和人工智能设计于一体的地面清扫机器人。小华在室外运动场上试用中发现，该机器人在1min内沿直线匀速清扫的距离为15m，若它在运动中所受阻力为120N，问：

（1）机器人工作时，主机内部的气压________(选填“大于”“小于”或“等于”)大气压而产生吸力；

（2）此机器人在清扫地面时运动的速度为多大_________ ?

（3）此过程中机器的水平推力所做的功及功率分别是多大____________?

（4）若此时机器人的电功率为40W，则机器人工作时的效率为多大 ___________?

Answer 1

【答案】小于 0.25m/s 1800J；30W 75%

【解析】

（1）流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小，可以知道，扫地机器人在工作时，因为转动的扇叶处气体的流速大，压强小，主机内部的气压小于大气压；

（2）此机器人在清扫地面时运动的速度为：v==0.25m/s；

（3）机器人沿直线匀速运动，受到的推力和阻力是平衡力，机器人的水平推力F=f=120N，水平推力所做的功为：W=Fs=120N×15m=1800J；

水平推力所做功的功率为：F==30W；

（4）机器人工作1min消耗的电能为：W=Pt=40W×60s=2400J。

机器人工作时的效率为：η==75%。