Question

如图所示是“擦窗机器人”，它的质量为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)机器人竖直吸在玻璃上进行擦窗工作时，其主机内部的气压________（选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生“吸力”；

(2)当擦窗机器人在玻璃板上静止时，其受到的摩擦力与________力为一对平衡力；若用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”）；

(3)若该“擦窗机器人”在重力作用下以 0.2m/s 的速度匀速向下擦窗时，摩擦力f 与吸盘在此面积上对玻璃的压力F的关系是f=0.1F，已知吸盘与玻璃的接触面积为20cm²，则“擦窗机器人”对玻璃的压强是多少_______？擦窗1.5s重力做了多少功 ________？

Answer

小于 重力 不变 1×105Pa 6J

【解析】

(1)[1]当擦窗机器人的真空泵将吸盘内的空气向外抽出时，主机内部的气压减小，小于外界大气压，产生压力差，所以它能牢牢地吸在竖直玻璃上。

(2)[2]当擦窗机器人在玻璃板上静止时，处于平衡状态，在竖直方向上受到的摩擦力与重力是一对大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上的平衡力；

[3]若用真空泵继续向外抽气，擦窗机器人仍处于平衡状态，受到的摩擦力依然与其自身重力是一对平衡力，大小不变。

(3)[4]该“擦窗机器人”在重力作用下匀速向下擦窗时，受到的摩擦力等于自身重力，大小为

摩擦力f 与吸盘在此面积上对玻璃的压力F的关系是f=0.1F，则玻璃受到的压力为

则“擦窗机器人”对玻璃的压强

[5]该“擦窗机器人”在重力作用下以 0.2m/s 的速度匀速向下擦窗，运动了1.5s，由可得下降的距离

重力做功