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如图为某款擦窗机器人,它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压,牢牢地吸附...

如图为某款擦窗机器人,它凭借其底部的真空泵在机身和玻璃之间形成低气压,牢牢地吸附在竖直玻璃上。擦窗机器人的总质量为1.2kg,工作时的实际功率为80W,它在竖直向上擦窗过程中有0.25%的电能用于克服重力做功。请回答:

(1)当它静止在竖直玻璃上时,求受到的摩擦力方向;

(2)工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28N,内外气压差达到800Pa时,求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少?

(3)若窗户足够高,持续竖直向上擦窗20min,擦窗机器人克服重力做的功是多少?可上升的最大高度为多少?(g

 

(1)竖直向上;(2) 0.035m2;(3) 240J,20m 【解析】 (1)物体静止时处于平衡状态,受到的力为平衡力。 (2)根据公式求出面积的大小。 (3)根据求出消耗的电能,从而求出克服重力所做的功,根据求出高度。 (1)擦窗机器人在竖直玻璃板上静止时,处于平衡状态,竖直方向受到的重力和摩擦力是一对平衡力,故摩擦力的方向是竖直向上的。 (2)由可得,擦窗机器人与玻璃的接触面积为 (3)机器人消耗的电能为 克服重力所做的功为 机器人的重力为 由可得,上升的高度为 答:(1)竖直向上;(2)擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为0.035m2;(3)擦窗机器人克服重力做的功是240J,可上升的最大高度为20m。  
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