如图所示,一对平行金属导轨固定在同一水平面内,导轨间距=1.0 m,左端接有阻值R=1.0Ω的电阻,一质量m=0.2 kg,电阻忽略不计的金属棒MN放置在导轨上,整个装置置于竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度B=1.0 T,棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,现用功率恒为6W的牵引力F使棒从静止开始沿导轨运动(棒MN在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触),当电阻R产生热量Q =" 5.8" J时获得稳定速度,此过程中,通过电阻R的电量q =" 2.8" C(g取10m/s2),求:
(1)棒MN达到的稳定速度多大?
(2)棒MN从静止开始到稳定速度的时间是多少?
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?
翼型降落伞有很好的飞行性能,跳伞运动员可方便地控制转弯等动作.其原理是通过对降落伞的调节,使空气升力和空气摩擦力都受到影响.已知:空气升力F1与飞行方向垂直,大小与速度的平方成正比,F1=C1v2;空气摩擦力F2与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,F2=C2v2其中C1、C2相互影响,可由运动员调节,满足如图乙所示的关系.试求:
(1)图甲中画出了运动员携带翼型伞跳伞后的两条大致运动轨迹,试判断①、②两轨迹中哪条是不可能的,并简要说明理由;
(2)若降落伞最终匀速飞行的速度v与地平线的夹角为α,试从力平衡的角度证明:tanα=;
(3)某运动员和装备的总质量为70kg,匀速飞行的速度v与地平线的夹角α约20°,tan20°=,匀速飞行的速度v多大?(g取10m/s2,结果保留3位有效数字.)
(4)若运动员出机舱时飞机距地面的高度为800m,飞机飞行速度为540km/h,降落过程中该运动员和装备损失的机械能ΔE多大?
如图为“S”字形玩具轨道,该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,固定在竖直平面内,轨道弯曲部分由两个半径相等的半圆连接而成,圆半径比细管内径大得多,轨道底端与水平地面相切,某弹射装置将一个小球(可视为质点)从a点以速度v0水平弹射向b点并进入轨道,经过轨道后从p点水平抛出,已知小球与地面ab段间的动摩擦因数μ=0.2,不计其他机械能损失,ab段长L=1.25m,圆的半径R=0.1m,小球质量m=0.01kg,轨道质量为m′=0.15kg,g=10m/s2,求:
(1)若v0=5m/s,小球从p点抛出后的水平射程.
(2)若v0=5m/s,小球经过轨道的最高点时,管道对小球作用力的大小和方向.
(3)设小球进入轨道之前,轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力,当v0至少为多少时,轨道对地面的压力会为零,并指出此时小球的位置.
报道称,新一代高速列车牵引功率达8800千瓦,持续运行时速350公里,最高运营时速380公里,已知京沪高速铁路全长约1300公里.
(1)试估算新一代高速列车沿京沪线从北京到上海在动力上耗电多少度?
(2)另有报道新一代高速列车全列定员1026人,并节能环保,应用流线型低阻力、轻量化、高性能交流传动、再生制动等节能技术,人均百公里耗电不超过6度.再通过估算说明,这两种报道有矛盾吗?为什么?
一辆长为5m的汽车以v=15m/s的速度行驶,在离铁路与公路交叉点175m处,汽车司机突然发现离交叉点200m处有一列长300m的列车以v=20m/s的速度行驶过来,为了避免事故的发生,汽车司机应采取什么措施?(不计司机的反应时间)