Question

【題目】如圖所示，“擦窗機器人”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？
（3）擦窗機器人以0.1m/s的速度勻速豎直向下運動8s，它克服摩擦力做功的功率是多大？

Answer 1

【答案】
（1）不變
（2）解：由p= 可得，吸盤對玻璃的壓力：

F=pS=1.5×105Pa×1.2×10﹣3m2=180N

（3）解：擦窗機器人8s通過的路程：s=vt=0.1m/s×8s=0.8m，

克服摩擦力做的功：W=fs=20N×0.8m=16J，

克服摩擦力做功的功率：P= = =2W

【解析】解：（1）“擦窗機器人”的重力：G=mg=2kg×10N/kg=20N； 因為“擦窗機器人”處于靜止狀態，所以豎直方向上的摩擦力和重力平衡，則摩擦力f=G=20N；
若真空泵繼續向外抽氣，“擦窗機器人”仍然處于靜止狀態，由于吸盤內部的空氣重力非常小，則機器人的重力不變，所以機器人受到的摩擦力不變；
【考點精析】掌握壓強的大小及其計算和功率的計算與測量是解答本題的根本，需要知道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）；功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．