随着国际油价持续走高,能源危机困扰着整个世界.构建和谐型、节约型社会深得民心,遍布于生活的方方面面.自动充电式电动车就是很好的一例.电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接.当骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时,打开自动充电装置,自行车就可以连通发电机向蓄电池充电,将其他形式的能转化成电能储存起来.现有某人骑车以1250J的初动能在粗糙的水平路面上滑行,人车总质量为100kg.第一次关闭自动充电装置,让车自由滑行,其动能随位移变化关系如图①所示;第二次启动自动充电装置,其动能随位移变化关系如图线②所示,设阻力恒定,求:
(1)第一次滑行的时间;
(2)第二次滑行过程中向蓄电池所充的电能是多少?
(16分)一个物体放在足够大的水平地面上,图甲中,若用水平变力拉动,其加速度随力变化图像为图乙所示。现从静止开始计时,改用图丙中周期性变化的水平力F作用(g取10m/s2)。求:
⑴物体的质量及物体与地面间的动摩擦因数;
⑵若在周期性变化的力F作用下,物体一个周期内的位移大小;
⑶在周期性变化的力作下,21s内力F对物体所做的功。
(15分)如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲及人均处于静止状态 (已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。求:
⑴轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大?
⑵人受到的摩擦力是多大?方向如何?
⑶若人的质量m2=60kg,人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,欲使人在水平面上不滑动,则物体甲的质量m1最大不能超过多少?
如图所示,热电子由阴极飞出时的初速忽略不计,电子发射装置的加速电压恒为U0,加速后电子从电容器两极板正中间沿平行板面的方向射入偏转电场。已知电容器板长和两板间距离均为L="10" cm,下极板接地。电容器右端到荧光屏的距离也是L="10" cm.在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如甲图。(每个电子穿过平行板的时间极短,可以认为电压是不变的)
求:(1)在t="0.06" s时刻,电子离开偏转电场的侧移距离y.
(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长?
如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线水平,在BC下方有一水平向右的匀强电场,整个半圆细管均处在电场中。质量为m、荷量为q的带正电小球从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间的距离为2R。当小球到达圆管的最低点P时,对下方管壁的压力大小等于其重力的9倍。重力加速度为g。
求:(1)匀强电场的电场强度大小。
(2)小球在管中运动的最大动能。
如图所示,在倾角为θ的光滑绝缘斜面底端O点固定一带电量为-Q的点电荷,一质量为m的带电小滑块(可视为点电荷)从距斜面底端4L的A点无初速度释放,下滑到B点时,速度达最大值v,已知O、B两点间的距离为3L,重力加速度为g,静电力常量为k。
求:(1)小滑块的所带电荷量的绝对值q和电性;(2)A、B两点间的电势差UAB。