Question

18．如圖甲，質(zhì)量為2kg的“擦窗機(jī)器人”靜止在豎直玻璃上，如圖乙，它的“腹部”有吸擦窗機(jī)器人的真空泵將吸盤內(nèi)的空氣向外抽出時(shí)，它能牢牢地吸在豎直玻璃上．（g取10N/kg）

（1）當(dāng)擦窗機(jī)器人在豎直玻璃板上靜止時(shí)，請(qǐng)?jiān)趫D丙中畫(huà)出擦窗機(jī)器人受到的所有力的示意圖（A點(diǎn)代表擦窗機(jī)器人）．（提示：需表示出力的三要素）
（2）當(dāng)擦窗機(jī)器人在豎直玻璃上靜止時(shí)，若真空泵繼續(xù)向外抽氣，則擦窗機(jī)器人受到的摩擦力不變（填“變大”、“變小”或“不變”；吸盤內(nèi)空氣重力不計(jì)）．
（3）吸盤與玻璃接觸面積為1.2×10^-3m³，若吸盤在此面積上對(duì)玻璃的壓強(qiáng)為10⁵Pa，則吸盤對(duì)玻璃的壓力是120N．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)擦窗機(jī)器人在豎直玻璃板上靜止時(shí)，處于平衡狀態(tài)，受平衡力，然后根據(jù)力的示意圖的畫(huà)法即可得出答案；
（2）首先要明確靜止和勻速下滑時(shí)，物體都處于平衡狀態(tài)，受平衡力，只要找出哪兩個(gè)力是平衡力，然后根據(jù)平衡力的特點(diǎn)解題即可；
（3）根據(jù)壓強(qiáng)定義式的變形公式F=pS可求出吸盤對(duì)玻璃的壓力．

解答 解：（1）“擦窗機(jī)器人”的重力：G=mg=2kg×10N/kg=20N，
“擦窗機(jī)器人”靜止時(shí)處于平衡狀態(tài)，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，即f=G=20N；
水平方向上受到大氣壓力和玻璃板對(duì)它的支持力，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，如圖所示：

（2）只要“擦窗機(jī)器人”在豎直玻璃上靜止，則重力和摩擦力就是一對(duì)平衡力；由于機(jī)器人的重力不變，所以擦窗機(jī)器人受到的摩擦力不變；
（3）由p=$\frac{F}{S}$可得，吸盤對(duì)玻璃的壓力：F=pS=10⁵Pa×1.2×10^-3m²=120N．
故答案為：（1）見(jiàn)上圖；（2）不變；（3）120．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了二力平衡的特點(diǎn)及對(duì)重力公式、壓強(qiáng)公式的應(yīng)用．物體在平衡狀態(tài)下受平衡力，找出平衡力是解題關(guān)鍵．