Question

【題目】如圖所示是“擦窗機器人”，它的質量為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，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2×10﹣3m2 ， 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是N．
（3）擦窗機器人以0.2m/s的速度勻速豎直向下運動，重力做功的功率是W．

Answer 1

【答案】
（1）不變
（2）300
（3）4
【解析】解：（1）當擦窗機器人在豎直玻璃板上靜止時，處于平衡狀態，豎直方向受到的重力和摩擦力是一對平衡力，當真空泵繼續向外抽氣時，機器人的重力不變，則擦窗機器人受到的摩擦力不變；（2）由p= 可得，吸盤對玻璃的壓力： F=pS=1.5×105Pa×2×10﹣3m2=300N；（3）擦窗機器人以0.2m/s的速度勻速豎直向下運動時處于平衡狀態，重力和摩擦力是一對平衡力，二力大小相等；
重力的功率：P=Gv=mgv=2kg×10N/kg×0.2m/s=4W．
所以答案是：（1）不變；（2）300；（3）4．
【考點精析】關于本題考查的二力平衡條件的應用和壓強的大小及其計算，需要了解二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上，即合力為零．（一物、二力、等大、反向、同直線）；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）才能得出正確答案．