某机械打桩机原理可简化为如图所示,直角固定杆光滑,杆上套有mA=55kg和mB=80kg两滑块,两滑块用无弹性的轻绳相连,绳长为5m,开始在外力作用下将A滑块向右拉到与水平夹角为37°时静止释放,B滑块随即向下运动带动A滑块向左运动,当运动到绳与竖直方向夹角为37°时,B滑块(重锤)撞击正下方的桩头C,桩头C的质量mC=200kg。碰撞时间极短,碰后A滑块由缓冲减速装置让其立即静止,B滑块反弹上升h1=0.05m,C桩头朝下运动h2=0.2m静止。取g=10m/s2。求:
(1)滑块B碰前的速度;
(2)泥土对桩头C的平均阻力。
喷雾器内有10
水,上部封闭有1
的空气2
。关闭喷雾阀门,用打气筒向喷雾器内再充入1
的空气3
(设外界环境温度一定,空气可看作理想气体)。
(1)当水面上方气体温度与外界温度相等时,求气体压强,并从微观上解释气体压强变化的原因。
(2)打开喷雾阀门,喷雾过程中封闭气体可以看成等温膨胀,此过程气体是吸热还是放热?简要说明理由。
磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是平静海面上某实验船的示意图,磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道(简称通道)组成。
如图2所示,通道尺寸、
、
。工作时,在通道内沿z轴正方向加
的匀强磁场;沿x轴负方向加匀强电场,使两金属板间的电压
;海水沿y轴方向流过通道。已知海水的电阻率
船静止时,求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向;
船以
的速度匀速前进。若以船为参照物,海水以
的速率涌入进水口,由于通道的截面积小于进水口的截面积,在通道内海水速率增加到
。求此时两金属板间的感应电动势U感;
船行驶时,通道中海水两侧的电压按
U感计算,海水受到电磁力的80%可以转化为对船的推力。当船以
的速度匀速前进时,求海水推力的功率。
如图1所示,真空中相距的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出),其中B板接地(电势为零),A板电势变化的规律如图2所示
将一个质量,电量
的带电粒子从紧临B板处释放,不计重力。求
在
时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子加速度的大小;
若A板电势变化周期
s,在
时将带电粒子从紧临B板处无初速释放,粒子到达A板时动量的大小;
A板电势变化频率多大时,在
到
时间内从紧临B板处无初速释放该带电粒子,粒子不能到达A板。
如图左所示,边长为l和L的矩形线框、
互相垂直,彼此绝缘,可绕中心轴O1O2转动,将两线框的始端并在一起接到滑环C,末端并在一起接到滑环D,C、D彼此绝缘.通过电刷跟C、D连接.线框处于磁铁和圆柱形铁芯之间的磁场中,磁场边缘中心的张角为45°,如图右所示(图中的圆表示圆柱形铁芯,它使磁铁和铁芯之间的磁场沿半径方向,如图箭头所示).不论线框转到磁场中的什么位置,磁场的方向总是沿着线框平面.磁场中长为l的线框边所在处的磁感应强度大小恒为B,设线框
和
的电阻都是r,两个线框以角速度ω逆时针匀速转动,电阻R=2r.
求线框
转到图右位置时感应电动势的大小;
求转动过程中电阻R上的电压最大值;
求外力驱动两线框转动一周所做的功。
磁悬浮列车动力原理如下图所示,在水平地面上放有两根平行直导轨,轨间存在着等距离的正方形匀强磁场Bl和B2,方向相反,B1=B2=lT,如下图所示。导轨上放有金属框abcd,金属框电阻R=2Ω,导轨间距L=0.4m,当磁场Bl、B2同时以v=5m/s的速度向右匀速运动时,求如果导轨和金属框均很光滑,金属框对地是否运动?运动性质如何?
如果金属框运动中所受到的阻力恒为其对地速度的K倍,K=0.18,求金属框所能达到的最大速度vm是多少?
如果金属框要维持(2)中最大速度运动,它每秒钟要消耗多少磁场能?
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