题目内容
【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)
【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。
【题目】用图示装置探究“斜面的机械效率”,实验记录如表:
实验次数 | 物体种类 | 物重G/N | 斜面高h/cm | 沿斜面的拉力F/N | 斜面长s/cm | 机械效率η/% |
1 | 木块 | 4 | 15 | 1 | 100 | 60 |
2 | 小车 | 4 | 15 | 100 |
(1)沿斜面拉动物体时,应使其做_____运动.
(2)根据图中测力计示数,可知第2次实验的机械效率为_____%.由实验可得初步结论:
①利用斜面可以省_____(选填“力”或“功”);
②斜面倾斜程度相同时,_____越小,机械效率越大.
(3)第2次实验中,木块所受摩擦力为_____N.