Question

【題目】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）機(jī)器人工作時(shí)，主機(jī)內(nèi)部的氣壓（選填“大于”、“小于”或“等于”）大氣壓而產(chǎn)生吸力．
（2）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（選填“變大”、“變小”或“不變”）
（3）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N．
（4）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W．

Answer 1

【答案】
（1）小于
（2）不變
（3）300
（4）4
【解析】解：（1）由流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：流速越大的位置壓強(qiáng)越小可知，機(jī)器人在工作時(shí)，由于轉(zhuǎn)動(dòng)的扇葉處氣體的流速大，壓強(qiáng)小，在外界大氣壓的作用下將灰塵、雜物吸入集塵盒，故主機(jī)內(nèi)部的氣壓小于大氣壓而產(chǎn)生吸力．（2）“擦窗機(jī)器人”的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N，“擦窗機(jī)器人”靜止時(shí)處于平衡狀態(tài)，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(jī)器人”在豎直玻璃上靜止，重力不變，摩擦力就不變；（3）由p= 得，吸盤對(duì)玻璃的壓力F=pS=1.5×105Pa×2×10﹣3m2=300N．（4）擦窗機(jī)器人重力做功功率P= = =Fv=Gv=20N×0.2m/s=4W．
所以答案是：（1）小于；（2）不變；（3）300；（4）4．
【考點(diǎn)精析】利用壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算和大氣壓強(qiáng)的存在對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案，需要熟知壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)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(qiáng)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(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa）；像液體一樣，在空氣的內(nèi)部向各個(gè)方向也有壓強(qiáng)，這個(gè)壓強(qiáng)叫做大氣壓強(qiáng)，簡(jiǎn)稱大氣壓． 大氣壓具有液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)．馬德堡半球?qū)嶒?yàn)是證明大氣壓存在的著名實(shí)驗(yàn)，托里拆利實(shí)驗(yàn)是測(cè)定大氣壓值的重要實(shí)驗(yàn)．