Question

16．随着生活品位的提升，玻璃房逐渐受到人们的青睐，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）当擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时，摩擦力为20N，此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”）．
（2）吸盘与玻璃的接触面积为1.2×^-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180N．
（3）擦窗机器人竖直向下运动时，若真空泵继续向外抽气，则擦窗机器人受到的摩擦力变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（4）擦窗机器人在6s内匀速竖直向下运动了0.6m，重力做功的功率是多大？

Answer 1

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）根据压强定义式的变形公式F=pS可求压力．
（3）利用速度公式求出下降高度，用公式W=Gh求出重力做的功，用公式P=$\frac{W}{t}$（或P=Fv）求出功率．

解答 解：（1）“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）由p=$\frac{F}{S}$得，吸盘对玻璃的压力F=pS=1.5×10⁵Pa×1.2×10^-3m²=180N．
（3）自动擦窗机器人竖直向下运动时，若真空泵继续向外抽气，墙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；
（4）擦窗机器人6s下降的高度h=s=0.6m，
重力做功W=Gh=20N×0.6m=12J，
重力做功功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{12J}{6s}$=2W．
故答案为：
（1）20N；不变；
（2）180N；
（3）变大；
（4）2W．

点评 本题考查了二力平衡的特点及对压强公式、重力公式、功、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．