Question

18．隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們生活水平的逐漸提高，掃地機(jī)器人逐步進(jìn)入普通家庭．掃地機(jī)器人具有主動(dòng)躲避障礙物、自動(dòng)吸塵、自動(dòng)返回充電座充電等諸多智能功能．如圖是某款掃地機(jī)器人及銘牌上的部分參數(shù)，請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題：
（1）機(jī)器人吸塵的工作原理是流體的流速越大，壓強(qiáng)越小，從而使雜物進(jìn)人吸塵器．
（2）電池容量“2000mAh”是指當(dāng)工作電流為2000mA，能持續(xù)供電1小時(shí)．若充滿電后所有電量用于掃地，則可供機(jī)器人持續(xù)正常工作多少時(shí)間？
（3）機(jī)器人的供電系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)充電功能，當(dāng)檢測(cè)到電池容量低至10%時(shí)會(huì)自動(dòng)返回充電．若返回過(guò)程中受到的阻力為20N，為確保機(jī)器人能順利返回充電，需要充電時(shí)離充電座最遠(yuǎn)為多少米？（剩余電池容量的40%用于提供克服阻力做功）

項(xiàng)目	指標(biāo)參數(shù)
工作電壓	15V
功率	30W
電池容量	2000mAh

Answer 1

分析 （1）流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：流速越大，壓強(qiáng)越�。�
（2）先利用W=UIt求出電池的能量，再利用公式P=$\frac{W}{t}$的變形公式，可求出持續(xù)工作的時(shí)間．
（3）先計(jì)算電源用來(lái)克服阻力提供的能量，由克服阻力做的功，求出可以行駛的距離．

解答 解：（1）高速旋轉(zhuǎn)的葉輪把空氣排出風(fēng)機(jī)，同時(shí)使外部空氣和灰塵不斷地補(bǔ)充進(jìn)風(fēng)機(jī)，吸塵器就能“吸塵”了，其原理利用了流體流速大的地方壓強(qiáng)�。�
（2）電池的容量為W=UIt=15V×2A×3600s=108000J，
由P=$\frac{W}{t}$得：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{108000J}{30W}$=3600s=1h；
（3）克服摩擦力做到功為：
W=UIt=15V×2A×3600s×10%×40%=4320J；
根據(jù)W=Fs得：
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{4320J}{20N}$=216m；
答：（1）流體的流速越大，壓強(qiáng)越小；
（2）可供機(jī)器人持續(xù)正常工作1h；
（3）需要充電時(shí)離充電座最遠(yuǎn)為216m．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及的物理知識(shí)多，難度較大，有力學(xué)知識(shí)力的平衡、力做功等知識(shí)點(diǎn)，一環(huán)扣一環(huán)，這類題能讓學(xué)生對(duì)各物理量有一個(gè)整體性的掌握，有點(diǎn)難度，學(xué)生要熟練掌握物理公式，并靈活的運(yùn)用到計(jì)算中去．