10.有一种快递分拣机器人如图甲所示,能根据快递的目的地信息,把快递运送并投入相应的分拣口分类。若分拣机器人的行走速度为2 m/s,空载时的质量是4 kg,轮子与水平地面的接触面积一共是$10^{-2}\ \mathrm{m}^2$。($g$取10 N/kg)求:

(1)分拣机器人空载时对水平地面的压强是多少?
(2)在某次分拣作业中,分拣机器人载着快递在水平路面上匀速行驶20 m后到达相应的分拣口,行驶过程中机器人受到的阻力为10 N,则机器人的牵引力做了多少功?
(3)分拣机器人投放快递时,伸缩杆会将托盘掀起,把放置在托盘中央位置质量为4 kg的快递投入分拣口。把托盘看作一个杠杆,近似地认为托盘由如图乙所示的位置绕$O$点旋转至如图丙所示的位置,此过程中杠杆一直处于平衡状态,且快递到达如图丙位置后才由静止落下。图乙和图丙中,$A$点为托盘的中央也是托盘的重心,$B$点是伸缩杆对托盘的力的作用点,伸缩杆对托盘的力始终与托盘表面垂直,忽略托盘转动时的摩擦。已知$l_{OB}=10\ \mathrm{cm}$,托盘的质量为0.2 kg,快递的重心在其几何中心,尺寸如图乙所示。则此过程中伸缩杆对托盘的最大作用力是多少?

10.(1)机器人的重力为:
$G=mg=4\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=40\ \mathrm{N}$,
机器人对地面的压强:
$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{40\ \mathrm{N}}{10^{-2}\ \mathrm{m}^2}=4×10^3\ \mathrm{Pa}$。
(2)机器人匀速前进时牵引力:
$F=f=10\ \mathrm{N}$,
机器人的牵引力做功:
$W=Fs=10\ \mathrm{N}×20\ \mathrm{m}=200\ \mathrm{J}$。
(3)由题意分析知道,当托盘旋转时受到的阻力$F_1$大小为快递的压力和托盘自身的重力。旋转过程中,两个阻力中快递的压力在减小,托盘自身的重力的力臂也在减小,根据杠杆平衡条件$F_1l_1=F_2l_2$知道,在水平状态时需要的动力最大,水平状态时阻力大小:
$F_1=G+G_{\mathrm{盘}}=40\ \mathrm{N}+2\ \mathrm{N}=42\ \mathrm{N}$,
阻力臂为:
$l_1=l_{OA}=20\ \mathrm{cm}$,
动力臂为:
$l_2=l_{OB}=10\ \mathrm{cm}$,
由$F_1l_1=F_2l_2$知道:
$42\ \mathrm{N}×20\ \mathrm{cm}=F_2×10\ \mathrm{cm}$。
解得伸缩杆的最大作用力$F_2=84\ \mathrm{N}$。

11.(1)受台风“杨柳”影响,小敏家门口的指示牌被刮倒了。图甲是指示牌模型,图乙是被风刮倒的指示牌,请在图乙中画出将指示牌扶起的最小力及其力臂；

(2)在下图中画出提升重物时,人站在地面向下拉绳子的绕线方法。

11.(1)
(2)

12.实践课上,小张同学用橡皮泥制作了两条小船,使它们能漂浮在水面上,由此可知,小船受到的浮力$F_{浮}\_\_\_\_\_\_G_{船}$($G_{船}$表示小船受到的重力)(选填“＜”“＞”或“=”)。如图所示,若使用注射器向两条小船之间快速注水,小船将(选填“静止不动”“向中间靠拢”或“向两边分开”)。

12.= 向中间靠拢