1. 机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置,由电脑、传感器、机械手、行走装置组成,机器人有“智能”,能自动完成各种操作和做各种动作,可以像人那样行走,在水中游动,在山地上爬行,可以代替人做事,它既可以接受人类指挥,又可以运行预先编排的程序,它的任务是协助或取代人类工作的工作。
(1) 疫情期间,为了减少人与人之间的接触,一餐厅推出了一款智能送餐机器人进行送餐(如图甲)。该款机器人的最大运行速度为4m/s,加速度大小可调节在1m/s2≤a≤3m/s2范围内,要求:送餐过程托盘保持水平,菜碟与托盘不发生相对滑动,机器人到达餐桌时速度刚好为O,现把送餐过程简化为如图的直线情境图(如图乙),已知机器人恰好以最大运行速度v=4m/s通过O处,O与餐桌A相距x0=6m,餐桌A和餐桌F相距L=16m,机器人、餐桌都能看成质点,送餐使用的菜碟与托盘之间的动摩擦因数为μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10m/s2

(1)在某次从O到餐桌A的过程中,机器人从O开始匀减速恰好到A停下,机器人在此过程加速度a的大小为

(2)完成(1)问中的送餐任务后,机器人马上从A继续送餐到F,若要求以最短时间从A送餐到F,机器人运行最大加速度和加速过程通过的位移xm=

   

(2) 如图是机器人“推车比赛”的情境,倾角θ=30°的固定斜面赛道,高h=4.05m。质量m1=1kg的小车以v1=3m/s的速度从底端滑上赛道(不计小车与斜面间的摩擦)。当小车速度减为0时,质量m2=2kg的机器人从A点以初速度、v2=1.5m/s进入赛道,沿赛道向上做匀加速直线运动,已知A点距赛道底端d0=0.45m。再经t0=0.2s后机器人第一次推车(推车时间极短且视为弹性碰撞)。机器人推车前后运动的加速度保持不变。机器人与小车均视为质点,重力加速度g=10m/s2。求:

(1)机器人进入赛道时与小车的距离;

(2)求机器人第一次推车前,机器人和小车的速度;

(3)求机器人第一次推车后,机器人和小车的速度大小。

   

【考点】
牛顿运动定律的综合应用; 碰撞模型;
【答案】

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