Question

【題目】隨著生活品位的提升，玻璃房逐漸受到人們的青睞，這大玻璃窗戶的清潔可由如圖所示的“自動擦窗機器人”完成．某“自動擦窗機器人”的質量為2kg，它的“腹部”有吸盤．當擦窗機器人的真空泵將吸盤內的空氣向外抽出時，它能牢牢地吸在豎直玻璃上．（g取10N/kg）

（1）當擦窗機器人在豎直玻璃板上靜止時，摩擦力為 ， 此時若真空泵繼續向外抽氣，則擦窗機器人受到的摩擦力（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（2）吸盤與玻璃的接觸面積為1.2×﹣3m2 ， 若吸盤在此面積上對玻璃的壓強為1.5×105pa，則吸盤對玻璃的壓力 ．
（3）擦窗機器人豎直向下運動時，若真空泵繼續向外抽氣，則擦窗機器人受到的摩擦力（選填“變大”、“變小”或“不變”）．
（4）擦窗機器人在6s內勻速豎直向下運動了0.6m，重力做功的功率是多大？

Answer 1

【答案】
（1）20N；不變
（2）180N
（3）變大
（4）擦窗機器人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= = =2W

【解析】解：（1）“擦窗機器人”的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N，
“擦窗機器人”靜止時處于平衡狀態，即受力平衡，在豎直方向上摩擦力和重力平衡，則摩擦力大小等于重力大小20N；
只要“擦窗機器人”在豎直玻璃上靜止，重力不變，摩擦力就不變；（2）由p= 得，吸盤對玻璃的壓力F=pS=1.5×105Pa×1.2×10﹣3m2=180N．（3）自動擦窗機器人豎直向下運動時，若真空泵繼續向外抽氣，墻對自動擦窗機器人的支持力增大，則自動擦窗機器人受到的摩擦力變大；
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解壓強的大小及其計算的相關知識，掌握壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa），以及對功率的計算與測量的理解，了解功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．