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.请回答:(1)当...
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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,牢牢地吸附在竖直玻璃上.请回答:
(1)当它静止在竖直玻璃上时,受到的摩擦力方向是 .
(2)擦窗机器人的擦试速度是4分钟/米2,要擦完总面积为 3 米2的窗玻璃需要 分钟.
(3)工作时擦窗机器人对玻璃的压力为28牛,内外气压差达到800帕,求擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为多少平方米?
(4)擦窗机器人的总质量为1.2千克,工作时的实际功率为80瓦,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.若窗户足够高,持续竖直向上擦窗20分钟,擦窗机器人可上升的最大高度为多少米?(取g=10牛/千克)
【回答】
【考点】86:压强的大小及其计算;ED:功的计算公式的应用.
【分析】(1)物体静止时处于平衡状态,受到的力为平衡力;
(2)根据题意求出时间;
(3)根据公式p=求出面积的大小;
(4)根据W=Pt求出消耗的电能,从而求出克服重力所做的功,根据W=Gh求出高度.
【解答】解:(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)擦窗机器人的擦试速度是4分钟/米2,要擦完总面积为 3 米2的窗玻璃需要的时间为:t=4分钟/米2×3 米2=12分钟;
(3)由p=得,擦窗机器人与玻璃的接触面积为:S===0.035m2;
(4)机器人消耗的电能为:W电=P电t=80W×1200s=96000J;
克服重力所做的功为:W'=W电η=96000J×0.25%=240J;
机器人的重力为:G=mg=1.2kg×10N/kg=12N;
由W=Gh得上升的高度为:h===20m.
答:(1)竖直向上;(2)12;(3)擦窗机器人与玻璃的接触面积至少为0.035m2;(4)擦窗机器人可上升的最大高度为20m.
知识点:八年级下
题型:计算题
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