Question

【題目】如圖為快遞界的智能分揀機(jī)器人——“小黃人”，它工作時(shí)能通過“看”地面上粘貼的二維碼給自己定位和認(rèn)路。當(dāng)派件員將快件放在托盤上，“小黃人”會(huì)在一秒內(nèi)迅速掃碼識(shí)別信息，讀取出其位置譯碼和目的地信息，每個(gè)地址對(duì)應(yīng)不同的下落口，每個(gè)下落口對(duì)應(yīng)一個(gè)地級(jí)市。“小黃人”依照后臺(tái)計(jì)算生成的結(jié)果，規(guī)劃好機(jī)器人要走的路線，實(shí)現(xiàn)對(duì)包裹路徑信息的追蹤記錄，真正實(shí)現(xiàn)了掃碼、稱重、分揀功能“三合一”。據(jù)悉，1個(gè)機(jī)器人，可實(shí)現(xiàn)1小時(shí)內(nèi)分揀50個(gè)快件的作業(yè)總量。

（1）①“小黃人”將快件運(yùn)到對(duì)應(yīng)的下落口時(shí)，就推開托盤，將快件“扔”進(jìn)下落口（如圖2）。如果將“扔”快件的托盤抽象為如圖4的示意圖，“小黃人”對(duì)托盤的推力F始終垂直托盤向上，在水平位置時(shí)快件與托盤的重心在同一豎直線上（快件和托盤的質(zhì)量分布是均勻的）。請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析判斷，“小黃人”在“扔”快件的過程中所用推力F_____（選填“逐漸變大”、“保持不變”或“逐漸變小”）。

②托盤的質(zhì)量400g，OB長(zhǎng)為30cm，OA長(zhǎng)為5cm．若某快件的質(zhì)量為3kg，為了將快件“扔”進(jìn)下落口，請(qǐng)計(jì)算“小黃人”此時(shí)對(duì)托盤推力F至少為多大________。（g取10N/kg）

項(xiàng)目	指標(biāo)參數(shù)
工作電壓	15V
功率	30W
電池容量	4000mAh

（2）如圖是某款“小黃人”銘牌上的部分參數(shù)。電池容量“4000mAh”是指當(dāng)工作電流為4000mA時(shí)，能持續(xù)供電1小時(shí)。若充滿電后，所有電能用于正常工作，則可供機(jī)器人持續(xù)正常工作多長(zhǎng)時(shí)間____？

（3）如圖3，“小黃人”設(shè)有自動(dòng)充電功能，當(dāng)檢測(cè)到電池容量低至10%時(shí)會(huì)自動(dòng)返回充電．若返回過程中受到的阻力為27牛，為確保機(jī)器人能順利返回充電，需要充電時(shí)，機(jī)器人離充電座不能超過多少米______？（剩余電池容量的40%用于提供克服阻力做功）

Answer 1

【答案】逐漸變小 102N 2h 320m

【解析】

(1)①在如圖所示，推力F始終垂直托盤向上，可知?jiǎng)恿Ρ?/span>OA與阻力大小F2保持不變，在繞O點(diǎn)向上轉(zhuǎn)的過程中，F2的力臂l2逐漸變小，由可知，推力F逐漸變��；

；

②托盤在水平位置時(shí)快件與托盤的重心在同一豎直線上，可得：

，

阻力的大小為：

；

如圖所示，所需的推力

；

(2)電池的容量為

，

由得：

；

(3)克服摩擦力做到功為：

；

根據(jù)得：

；

答：(1) ①“小黃人”在“扔”快件的過程中所用推力F逐漸變��；②小黃人此時(shí)對(duì)托盤至少需要102N的推力才能將快件“扔”進(jìn)下落口；

(2)可供機(jī)器人持續(xù)正常工作2h；

(3)需要充電時(shí)離充電座不能超過320m。