Question

【題目】掃地機(jī)器人是智能家用電器的一種，正逐漸進(jìn)入我們的生活。機(jī)器人通過(guò)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高速氣流，將灰塵、雜物吸人集塵盒；其防滑輪皮采用凸凹材質(zhì)制成；底部安裝有塑料刷，用于清掃吸附在地板上的灰塵及輕小物體；前端裝有感應(yīng)器，通過(guò)發(fā)射、接收超聲波或紅外線來(lái)偵測(cè)障礙物。當(dāng)剩余電量減為電池容量的20%時(shí)，機(jī)器人會(huì)主動(dòng)尋找充電器充電。如圖所示，是一款集自動(dòng)清掃技術(shù)和人工智能設(shè)計(jì)于一體的地面清掃機(jī)器人。小華在室外運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上試用中發(fā)現(xiàn)，該機(jī)器人在1min內(nèi)沿直線勻速清掃的距離為15m，若它在運(yùn)動(dòng)中所受阻力為120N，問(wèn)：

（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）此機(jī)器人在清掃地面時(shí)運(yùn)動(dòng)的速度為多大_________ ?

（3）此過(guò)程中機(jī)器的水平推力所做的功及功率分別是多大____________?

（4）若此時(shí)機(jī)器人的電功率為40W，則機(jī)器人工作時(shí)的效率為多大 ___________?

Answer 1

【答案】小于 0.25m/s 1800J；30W 75%

【解析】

（1）流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：流速越大的位置壓強(qiáng)越小，可以知道，掃地機(jī)器人在工作時(shí)，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)的扇葉處氣體的流速大，壓強(qiáng)小，主機(jī)內(nèi)部的氣壓小于大氣壓；

（2）此機(jī)器人在清掃地面時(shí)運(yùn)動(dòng)的速度為：v==0.25m/s；

（3）機(jī)器人沿直線勻速運(yùn)動(dòng)，受到的推力和阻力是平衡力，機(jī)器人的水平推力F=f=120N，水平推力所做的功為：W=Fs=120N×15m=1800J；

水平推力所做功的功率為：F==30W；

（4）機(jī)器人工作1min消耗的電能為：W=Pt=40W×60s=2400J。

機(jī)器人工作時(shí)的效率為：η==75%。