Question

【題目】隨著生活品味的提升，玻璃房逐漸受到人們的青瞇，這大玻璃窗戶的清潔可由如圖所示的“自動擦窗機器人”完成．某“自動擦窗機器人”的質量為2kg，它的“腹部”有吸盤．當自動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）求當自動擦窗機器人在豎直玻璃板上靜止時所受摩擦力為多少？此時若真空泵繼續向外抽氣，則自動擦窗機器人受到的摩擦力將如何變化？

（2）當自動擦窗機器人豎直向下運動時，若真空泵繼續向外抽氣，則自動擦窗機器人受到的摩擦力如何變化？

（3）吸盤與玻璃的接觸面積為1.2×10-3m2，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多大？

Answer 1

【答案】（1）20N;此時摩擦力與重力是平衡力，重力不變，所以摩擦力不變；（2）壓力增大時，物體所受的滑動摩擦力增大；（3）180N.

【解析】

（1）“擦窗機器人”的重力：G=mg=2kg×10N/kg=20N，“擦窗機器人”靜止時處于平衡狀態，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等于20N；只要“擦窗機器人”在豎直玻璃上靜止，重力不變，摩擦力就不變；

（2）自動擦窗機器人豎直向下運動時，若真空泵繼續向外抽氣，墻受到的壓力增大，墻對自動擦窗機器人的支持力增大，則自動擦窗機器人受到的摩擦力變大；

（3）由p=得，吸盤對玻璃的壓力F=pS=1.5×105Pa×1.2×103m2=180N。