摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米.电梯的简化模型如图甲所示。考虑安全、舒适、省时等因素,电梯的加速度a是随时间t变化的,已知电梯在t=0时由静止开始上升,a─t图像如图乙所示.电梯总质量m=2.0×103kg.忽略一切阻力,重力加速度,求:
(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2;
(2)类比是一种常用的研究方法.对于直线运动,教科书中讲解了由υ─t图像求位移的方法.请你借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图乙所示a─t图像,求电梯在第1s内的速度改变量Δυ1和第2s末的速率;
(3)试定性地画出该过程的v-t图象。
(12分)长为L的绝缘细线下端系一带正电的小球,其带电荷量为Q,悬于O点,如图所示.当在O点另外固定一个正电荷时,如果球静止在A处,则细线拉力是重力mg的两倍.现将球拉至图中B处(θ=60°),放开球让它摆动,问:
(1)固定在O处的正电荷的带电荷量为多少?
(2)球摆回到A处时悬线拉力为多少?
(10分)如图所示,水平放置的平行板电容器,与某一电源相连,它的极板长L=0.4 m,两板间距离d=4×10-3 m,有一束由相同带电微粒组成的粒子流,以相同的速度v0从两板中央平行极板射入,开关S闭合前,两板不带电,由于重力作用微粒能落到下板的正中央,已知微粒质量为m=4×10-5 kg,电量q=+1×10-8 C.(g=10 m/s2)问:
(1)微粒入射速度v0为多少?
(2)闭合开关S,为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场,所加的电压U应取什么范围?
(8分) 光滑绝缘导轨与水平面成45°角,两个质量均为m、带等量同种电荷的小球A、B,带电荷量均为q,静止于导轨的同一水平高度处,如图所示.求:两球之间的距离.
如图所示,在匀强电场中,将一电荷量为2×10-5C的负电荷由A点移到B点,其电势能增加了0.001J,已知A、B两点间距离为4cm,两点连线与电场方向成600角,求:
①A、B两点间的电势差UAB;②该匀强电场的电场强度E.
一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶,经过5.5s后警车发动起来,并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在90km/h 以内.问:
(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?
(2)警车发动后要多长时间才能追上货车?