Question

19．送餐机器人是智能商务电器的一种．正逐渐进入我们的生活，如图所示，是张家界中商广场出现的一款．该机器人在1min内沿直线匀速移动的距离为18m，若它在移动中所受阻力为200N，其他部分参数如表，请你：

身高	160cm
体重	50Kg
续航时间	12h
托盘承受重力	5Kg
与地面接触面积	10-2m2

（1）画出其未服务静止时所受力的示意图．
（2）求出其未服务静止时，它对水平地面的压强是多少？
（3）此机器人在送餐服务时运动的速度为多大？
（4）此机器人1min送餐服务过程中克服阻力所做的功及功率分别是多大？

Answer 1

分析 （1）根据表格可知机器人的质量，根据公式G=mg可求重力，机器人处于平衡状态（静止或匀速直线运动状态），受力平衡，所以此时机器人对地面的压力等于其重力；
（2）已知与地面的接触面积，根据公式p=$\frac{F}{S}$求出它对水平地面的压强；
（3）利用v=$\frac{s}{t}$即可求出运动的速度；
（4）根据W=Fs求克服阻力所做的功，利用P=$\frac{W}{t}$即求出功率．

解答 解：（1）机器人的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N；
机器人受重力和地面对它的支持力，由于处于静止状态，则所受重力与支持力为一对平衡力；
机器人受力示意图如下图：

（2）机器人静止时压力F=G=500N，
则对地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{500N}{1{0}^{-2}{m}^{2}}$=5×10⁴Pa；
（3）机器人在送餐服务时运动的速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{18m}{60s}$=0.3m/s；
（4）机器人送餐服务过程中克服阻力所做的功：W=fs=200N×18m=3.6×10³J，
做功功率为：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3.6×1{0}^{3}J}{60s}$=60W．
答：（1）如上图．
（2）其未服务静止时，它对水平地面的压强是5×10⁴Pa；
（3）此机器人在送餐服务时运动的速度为0.3m/s；
（4）此机器人1min送餐服务过程中克服阻力所做的功及功率分别是3.6×10³J、60W．

点评 本题考查受力分析和压力、压强、功、功率的计算，同时注意物体静止时或做匀速直线运动时处于平衡状态，做受力的示意图时标出力的大小．