Question

15．扫地机器人是智能家用电器的一种，正逐渐进入我们的生活，扫地机器人具有主动躲避障碍物，自动吸尘，自动返回充电等诸多功能，它的工作原理是通过电动机转动使内部气体压强变小，从而使杂物进入吸尘器；扫地机器人在工作时，若电量不足，会自动返回充电．小王在室内运动场是试用时发现，该机器人在1min内沿直线匀速清扫的距离为18m，若它在运动中所受阻力为105N，此机器人清扫地面时运动的速度为0.3m/s，一直保持这个速度清扫过程中动能变大，（选填“变大”，“不变”或“变小”），此过程中机器人的水平推力所做的功的功率为31.5W．

Answer 1

分析 （1）流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小．
（2）利用v=$\frac{s}{t}$计算机器人清扫地面时运动的速度；
（3）影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度；
（4）根据二力平衡得出推力大小，然后利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求解功率．

解答 解：（1）机器人吸尘的工作原理是流体流速大的地方压强小，即通过电机转动时内部压强小于外部压强，从而使杂物进入吸尘器；
（2）机器人清扫地面时运动的速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{18m}{60s}$=0.3m/s；
（3）此机器人清扫地面时速度不变，但质量变大，故清扫过程中动能变大；
（4）机器人清扫地面时速度不变，则推力F=f=105N，
则功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=105N×0.3m/s=31.5W．
故答案为：压强变小；0.3；变大；31.5W．

点评 此题以扫地机器人为载体综合考查了流体压强和流速的关系，速度、功率的计算，动能大小的影响因素，二力平衡条件及其应用，是一道力学综合题，但总体难度不大．