题目内容
20．
随着生活质量的提升，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．（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，分析说明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，若吸盘此面积上对玻璃的压强为.5×105Pa，则吸盘对玻璃的压力是多大？
分析 （1）首先要明确静止和匀速下滑时，物体都处于平衡状态，受平衡力，只要找出哪两个力是平衡力，然后根据平衡力的特点解题就可．
（2）根据影响滑动摩擦力大小的因素分析摩擦力的变化．
（3）根据压强定义式的变形公式F=pS可求压力．
解答 解：
（1）“自动擦窗机器人”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；
（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，玻璃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=$\frac{F}{S}$得，吸盘对玻璃的压力F=pS=1.5×105Pa×1.2×10-3m2=180N．
答：
（1）当自动擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时所受摩擦力为20N；此时若真空泵继续向外抽气，此时摩擦力与重力是平衡力，重力不变，所以摩擦力不变；
（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，接触面粗糙程度不变，压力增大时，物体所受的滑动摩擦力增大；
（3）吸盘对玻璃的压力为180N．
点评 本题考查了二力平衡的特点及对压强公式、重力公式的应用．物体在平衡状态下受平衡力，找出平衡力是解题关键．
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