如图所示，“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

Question

如图所示，“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板上静止时，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，它克服摩擦力做功的功率是多大？

Answer 1

（1）“擦窗机器人”的重力：G=mg=2kg×10N/kg=20N；
因为“擦窗机器人”处于静止状态，所以竖直方向上的摩擦力和重力平衡，则摩擦力f=G=20N；
若真空泵继续向外抽气，“擦窗机器人”仍然处于静止状态，由于吸盘内部的空气重力非常小，则机器人的重力不变，所以机器人受到的摩擦力不变；
（2）由p=(F)/(S)可得，吸盘对玻璃的压力：
F=pS=1.5×10⁵Pa×1.2×10^-3m²=180N；
（3）擦窗机器人8s通过的路程：s=vt=0.1m/s×8s=0.8m，
克服摩擦力做的功：W=fs=20N×0.8m=16J，
克服摩擦力做功的功率：P=(W)/(t)=(16J)/(8s)=2W．
答：（1）不变；
（2）吸盘对玻璃的压力是180N；
（3）它克服摩擦力做功的功率是2W．