Question

10．如圖所示是“擦窗機(jī)器人”，它的質(zhì)量為2kg，它的“腹部”有吸盤．當(dāng)擦窗機(jī)器人的真空泵將吸盤內(nèi)的空氣向外抽出時(shí)，它能牢牢地吸在豎直玻璃上．（g取10N/kg）
（1）當(dāng)擦窗機(jī)器人在豎直玻璃板上靜止時(shí)，若真空泵繼續(xù)向外抽氣，則擦窗機(jī)器人受到的摩擦力不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）吸盤與玻璃的接觸面積為2×10^-3m²，若吸盤在此面積上對(duì)玻璃的壓強(qiáng)為1.5×10⁵Pa，則吸盤對(duì)玻璃的壓力是300N．
（3）擦窗機(jī)器人以0.2m/s的速度勻速豎直向下運(yùn)動(dòng)，重力做功的功率是4W．

Answer 1

分析 （1）物體靜止時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的力為平衡力；
（2）知道吸盤與玻璃的接觸面積即受力面積和吸盤在此面積上對(duì)玻璃的壓強(qiáng)，根據(jù)F=pS求出吸盤對(duì)玻璃的壓力；
（3）擦窗機(jī)器人以0.2m/s的速度勻速豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)；根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得出重力的功率．

解答 解：（1）當(dāng)擦窗機(jī)器人在豎直玻璃板上靜止時(shí)，處于平衡狀態(tài)，豎直方向受到的重力和摩擦力是一對(duì)平衡力，當(dāng)真空泵繼續(xù)向外抽氣時(shí)，機(jī)器人的重力不變，則擦窗機(jī)器人受到的摩擦力不變；
（2）由p=$\frac{F}{S}$可得，吸盤對(duì)玻璃的壓力：
F=pS=1.5×10⁵Pa×2×10^-3m²=300N；
（3）擦窗機(jī)器人以0.2m/s的速度勻速豎直向下運(yùn)動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)，重力和摩擦力是一對(duì)平衡力，二力大小相等；
重力的功率：P=Gv=mgv=2kg×10N/kg×0.2m/s=4W．
故答案為：（1）不變；（2）300；（3）4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了二力平衡條件和壓強(qiáng)公式、功率公式的應(yīng)用，物體在平衡狀態(tài)下受平衡力，找出平衡力是解題關(guān)鍵．