Question

【題目】如圖所示是“擦窗機器人”，它的質量為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）機器人工作時，主機內部的氣壓（選填“大于”、“小于”或“等于”）大氣壓而產生吸力．
（2）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”）
（3）吸盤與玻璃的接觸面積為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N．
（4）擦窗機器人以0.2m/s的速度勻速豎直向下運動，重力做功的功率是W．

Answer 1

【答案】
（1）小于
（2）不變
（3）300
（4）4
【解析】解：（1）由流體壓強與流速的關系：流速越大的位置壓強越小可知，機器人在工作時，由于轉動的扇葉處氣體的流速大，壓強小，在外界大氣壓的作用下將灰塵、雜物吸入集塵盒，故主機內部的氣壓小于大氣壓而產生吸力．（2）“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；（3）由p= 得，吸盤對玻璃的壓力F=pS=1.5×105Pa×2×10﹣3m2=300N．（4）擦窗機器人重力做功功率P= = =Fv=Gv=20N×0.2m/s=4W．
所以答案是：（1）小于；（2）不變；（3）300；（4）4．
【考點精析】利用壓強的大小及其計算和大氣壓強的存在對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知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）；像液體一樣，在空氣的內部向各個方向也有壓強，這個壓強叫做大氣壓強，簡稱大氣壓． 大氣壓具有液體壓強的特點．馬德堡半球實驗是證明大氣壓存在的著名實驗，托里拆利實驗是測定大氣壓值的重要實驗．