节水喷灌系统已经在我国很多地区使用。某节水喷灌系统如图所示,喷口距离地面的高度,能沿水平方向旋转,水可沿水平方向喷出,喷水的最大速率
,每秒喷出水的质量
。所用的水是从井下抽取的,井中水面离地面的高度
,并一直保持不变。水泵由电动机带动,电动机电枢线圈电阻
。电动机正常工作时,电动机的输入电压
,输入电流
。不计电动机的摩擦损耗,电动机的输出功率等于水泵所需要的最大输入功率。水泵的输出功率与输入功率之比称为水泵的抽水效率。
(计算时可取3,球体表面积公式
)
(1)求这个喷灌系统所能喷灌的最大面积;
(2)假设系统总是以最大喷水速度工作,求水泵的抽水效率;
(3)假设系统总是以最大喷水速度工作,在某地区需要用蓄电池将太阳能电池产生的电能存储起来供该系统使用,根据以下数据求所需太阳能电池板的最小面积。
已知:太阳光传播到达地面的过程中大约有%的能量损耗,太阳辐射的总功率
,太阳到地球的距离
,太阳能电池的能量转化效率约为
%,蓄电池释放电能的效率约为
%。
如下图所示,在倾角a=37°的斜面上有一块竖直放置的挡板,在挡板和斜面之间放有一个m=2kg的光滑圆球,处于平衡状态。
(1)试画出球体的受力示意图;
(2)求出球体对档板和斜面的压力。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取 10m/s2)
(共12分)一小圆盘静止在一长为=2m的薄滑板(厚度不计)上,且位于滑板的中央,滑板放在水平地面上,如图所示.已知盘与滑板间的动摩擦因数为
=0.2,盘与地面间的动摩擦因数为
=0.5,现突然以恒定的加速度
使滑板沿水平地面运动,加速度的方向水平向右.若水平地面足够大,则小圆盘从开始运动到最后停止共走了多远的距离?(重力加速度取
=10m/s2)
(共12分)在光滑的水平轨道上有两个半径都是的球
和
,质量分别为
和
,当两球心间的距离大于
(
比
大)时,两球之间无相互作用力;当两球心间的距离等于或小于
时,两球间存在相互作用的恒定斥力
.设
球从远离
球处以速度
沿两球心连线向原来静止的
球运动,如图所示.欲使两球不发生接触,
必须满足什么条件?
(14分) 在光滑水平地面上,静止着一个质量为M =" 4" kg的小车.如图所示,在车的最右端有一个质量为m =" 1" kg的大小不计的物体,已
知物体与小车之间的动摩擦因数为0.2,小车的长度L =" 2" m,现在用恒定的水平力F =" 14" N向右拉动小车,求F拉动3s时,小车的速度多大? (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力). (g =" 10" m/s2)
(8分) 如图所示,飞机离地面高度为H=500m,水平飞行速度为v1=100 m/s,追击一辆速度为v2=20 m/s同向行驶的汽车,欲使炸弹击中汽车,飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹?(g =" 10" m/s2)