Question

“擦窗机器人”的质量为2kg，它的“腹部”有吸盘．当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，它能牢牢地吸在竖直玻璃上．（g取10N/kg）
（1）当擦窗机器人在竖直玻璃上静止时，若真空泵继续向外抽气，则擦窗机器人受到的摩擦力______（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
（2）吸盘与玻璃的接触面积为1.2×10^-3m²，若吸盘在此面积上对玻璃的压强为1.5×10⁵Pa，则吸盘对玻璃的压力是多大？
（3）擦窗机器人以0.1m/s的速度匀速竖直向下运动8s，它所受重力做的功是多少？重力做功的功率是多大？

Answer 1

解：（1）“擦窗机器人”的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N，“擦窗机器人”静止时处于平衡状态，即受力平衡，在竖直方向上摩擦力和重力平衡，则摩擦力大小等于重力大小20N，只要“擦窗机器人”在竖直玻璃上静止，重力不变，摩擦力就不变；
故答案为：不变．
（2）由p=得，吸盘对玻璃的压力F=pS=1.5×10⁵Pa×1.2×10^-3m²=180N．
答：吸盘对玻璃的压力为180N．
（3）擦窗机器人8s下降的高度h=s=vt=0.1m/s×8s=0.8m，
重力做功W=Gh=20N×0.8m=16J，
重力做功功率P===2W．
答：重力做功16J，重力做功功率2W．
分析：（1）首先要明确静止和匀速下滑时，物体都处于平衡状态，受平衡力，只要找出哪两个力是平衡力，然后根据平衡力的特点解题就可．
（2）根据压强定义式的变形公式F=pS可求压力．
（3）利用速度公式求出下降高度，用公式W=Gh求出重力做的功，用公式P=（或P=Fv）求出功率．
点评：本题考查了二力平衡的特点及对压强公式、重力公式、功、功率公式的应用．物体在平衡状态下受平衡力，找出平衡力是解题关键．