题目内容

6.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,主机内部的气压小于(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不变(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180N.
(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4 W.

分析 (1)流速越大的地方压强越小;
(2)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.
(3)根据压强定义式的变形公式F=pS可求压力.
(4)P=Fv求出功率.

解答 解:(1)机器人工作时,主机内部的气体流速大气压小,外面气体流速小,气压大,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=$\frac{F}{S}$得,吸盘对玻璃的压力F=pS=1.5×105Pa×1.2×10-3m2=180N.
(4)重力做功功率P=Fv=Gv=mgv=2kg×10N/kg×0.2m/s=4W.
故答案为:(1)小于;(2)不变;(3)180;(4)4.

点评 本题考查了流体压强与流速的关系、二力平衡的特点及对压强公式、功率公式的应用.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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