Question

【题目】如图所示是“擦窗机器人”，它的质量为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）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（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）吸盘与玻璃的接触面积为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N．
（4）擦窗机器人以0.2m/s的速度匀速竖直向下运动，重力做功的功率是W．

Answer 1

【答案】
（1）小于
（2）不变
（3）300
（4）4
【解析】解：（1）由流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小可知，机器人在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，在外界大气压的作用下将灰尘、杂物吸入集尘盒，故主机内部的气压小于大气压而产生吸力．（2）“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；（3）由p= 得，吸盘对玻璃的压力F=pS=1.5×105Pa×2×10﹣3m2=300N．（4）擦窗机器人重力做功功率P= = =Fv=Gv=20N×0.2m/s=4W．
所以答案是：（1）小于；（2）不变；（3）300；（4）4．
【考点精析】利用压强的大小及其计算和大气压强的存在对题目进行判断即可得到答案，需要熟知压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）；像液体一样，在空气的内部向各个方向也有压强，这个压强叫做大气压强，简称大气压． 大气压具有液体压强的特点．马德堡半球实验是证明大气压存在的著名实验，托里拆利实验是测定大气压值的重要实验．