Question

18．張明家為打掃衛(wèi)生買了一個(gè)“全自動(dòng)擦窗機(jī)器人”，它的質(zhì)量為1kg，它的“腹部”有吸盤，如圖所示，當(dāng)全自動(dòng)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．
（1）吸盤與玻璃的接觸面積為1.2×10^-3m²，若吸盤在此面積上對玻璃的壓強(qiáng)為1.5×10⁴Pa，則吸盤對玻璃的壓力是多大？
（2）全自動(dòng)擦窗機(jī)器人以0.2m/s的速度勻速豎直向下運(yùn)動(dòng)4s，它所受摩擦力做的功是多少？摩擦力做功的功率是多大？
（3）全自動(dòng)擦窗機(jī)器人的銘牌上標(biāo)有：輸出電壓3.6V，輸入電壓4.2V，電池容量50000mAh，電容量少于10%就必須充電，請問它一次充電后最多能做多少功？

Answer 1

分析 （1）知道吸盤與玻璃的接觸面積和吸盤在此面積上對玻璃的壓強(qiáng)，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出吸盤對玻璃的壓力；
（2）用公式G=mg求出重力，根據(jù)二力平衡得出摩擦力的大��；知道機(jī)器人勻速向下運(yùn)動(dòng)的速度和時(shí)間，利用速度公式求出下降的高度，利用W=Fs計(jì)算摩擦力做功，利用利用公式P=$\frac{W}{t}$求出功率．
（3）從手機(jī)的銘牌上可以看出該手機(jī)的工作電壓；已知充電電壓，和手機(jī)的容量；根據(jù)公式W=UIt可求此充電電池所能儲存的電能．

解答 解：（1）由p=$\frac{F}{S}$可得，吸盤對玻璃的壓力：
F=pS=1.5×10⁴Pa×1.2×10^-3m²=18N；
（2）“擦窗機(jī)器人”的重力：G=mg=1kg×10N/kg=10N，
由于全自動(dòng)擦窗機(jī)器人勻速下滑，則所受摩擦力f=G=10N；
根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得4s下降的距離：s=vt=0.2m/s×4s=0.8m，
所受摩擦力做的功：W=fs=10N×0.8m=8J，
所受摩擦力做功的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{8J}{4s}$=2W；
（3）此充電電池所能儲存的電能為W=U_出It=3.6V×50A×3600s=6.48×10⁵J，
它一次充電后最多能做功W′=90%W=90%×6.48×10⁵J=5.832×10⁵J．
答：（1）則吸盤對玻璃的壓力是18N；
（2）它所受摩擦力做的功是8J；摩擦力做功的功率是2W；
（3）它一次充電后最多能做5.832×10⁵J的功．

點(diǎn)評 本題考查壓強(qiáng)公式、電功的計(jì)算、重力公式、功率公式的應(yīng)用．是一道綜合性較強(qiáng)的計(jì)算題．