Question

（12分）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）當自動擦窗機器人在豎直玻璃板上靜止時，摩擦力為 N．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 （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）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 （選填“變大”、“變小”或“不變”）．

（4）自動擦窗機器人在6s內均速豎直向下運動了0.6m，重力做功的功率是多大？

 

Answer 1

（1）20；不變；（2）吸盤對玻璃的壓力為180N；（3）變大；（4）重力做功12J，重力做功功率2W．

【解析】

試題分析： （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，所以在豎直方向上摩擦力和重力平衡，則摩擦力大小f=G=20N，根據二力平衡的條件只要“擦窗機器人”在豎直玻璃上靜止，重力不變，摩擦力就不變；

（2）由得，吸盤對玻璃的壓力F=pS=1.5×105Pa×1.2×10﹣3m2=180N．

（3）自動擦窗機器人豎直向下運動時，自動擦窗機器人受到滑動摩擦力的作用，滑動摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關，若真空泵繼續向外抽氣，因為擦窗機器人”對玻璃的壓力變大，所以摩擦力變大；

（4）擦窗機器人6s下降的高度h=s=0.6m，重力做功W=Gh=20N×0.6m=12J，

重力做功功率．

考點： 二力平衡的條件的應用，影響互動摩擦力大小的因素，功和功率的計算。