2011年8月韩国大邱世界田径锦标赛中的110米栏决赛中,在倒数第二个栏架和最后一个栏架,罗伯斯两次与刘翔发生了碰撞,最后一次还拉拽了刘翔的手,致使刘翔失去平衡,只排在第三位冲过终点,成绩是13秒27,已知110米栏是由110米的跑道和跑道上面的10个跨栏组成的。男子110米栏栏架高度 1.067米,第一栏距起跑线13.72米。栏间距 9.14米,最后一个栏架距终点线的距离 14.02米 。研究人员对刘翔110米栏全过程进行了研究分析,情况比较复杂,在这里,我们把全过程分为三个直线运动阶段,第一个阶段:从起跑到跑到第一个栏时,速度由零增加到全程运动中的最大速度为9.53m/s,近似认为是匀加速运动;第二阶段:一般认为匀速运动,从第一个栏到第十个栏的时间为8.79s,但是由于罗伯斯干扰,跨过第十个栏时的瞬时速度发生突变,第三阶段:最后的冲刺阶段,以跨过第十个栏时的速度开始匀加速运动,直到以全程的最大速度冲过终点,
(1) 求第一阶段所用时间为多少?
(2) 求第三阶段的加速度和跨过第十个栏时的速度为多少?
(所有结果都保留三位有效数字)
如图所示:宽度L=1m的足够长的U形金属框架水平放置,框架处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1T,框架导轨上放一根质量m=0.2kg、电阻R=1.0Ω的金属棒ab,棒ab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(ab棒始终与导轨接触良好且垂直),当棒的电阻R产生热量Q=5.8J时获得稳定速度,此过程中,通过棒的电量q=2.8C(框架电阻不计,g取10m/s2).
问:(1)ab棒达到的稳定速度多大?
(2)ab棒从静止到稳定速度的时间多少?
如图所示,abcd是交流发电机的矩形线圈,ab=30cm,bc=10cm,共50匝,它在B=0.8T的匀强磁场中绕中心轴OO′顺时针方向匀速转动,转速为480r/min,线圈的总电阻为r=1Ω,外电阻为R=3Ω,试求:
(1)线圈从图示位置转过转的过程中,电阻R上产生的热量和通过导线截面的电量;
(2)电流表和电压表的读数;
(3)从图示位置转过180°过程中的平均感应电动势.
有一条河流,河水流量为4m3/s,落差为5m,现利用它来发电,使用的发电机总效率为50%,发电机输出电压为350V,输电线的电阻为4Ω,允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5%,而用户所需要电压为220V,求所用的升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比.(变压器为理想变压器输电线路如图所示).
现代汽车在制动时,有一种ABS系统,它能阻止制动时车轮抱死变为纯滑动.这种滑动不但制动效果不好,而且易使车辆失去控制.为此需要一种测定车轮是否还在转动的装置.如果检测出车辆不再转动,就会自动放松制动机构,让轮子仍保持缓慢转动状态.这种检测装置称为电磁脉冲传感器,如图甲,B是一根永久磁铁,外面绕有线圈,它的左端靠近一个铁质齿轮,齿轮与转动的车轮是同步的.图乙是车轮转动时输出电流随时间变化的图象.
(1)说明为什么有电流输出?
(2)若车轮转速减慢了,图象会变成怎样?(画在图乙上)
“适者生存”是自然界中基本的法则之一,猎豹要生存必须获得足够的食物,猎豹的食物来源中,羚羊是不可缺少的.假设羚羊从静止开始奔跑,经50m能加速到最大速度25m/s,并能维持较长的时间;猎豹从静止开始奔跑,经60m能加速到最大速度30m/s,以后只能维持这个速度4.0s.设猎豹在某次寻找食物时,距离羚羊30m时开始攻击,羚羊则在猎豹开始攻击后1.0s才开始逃跑(如图所示),假定羚羊和猎豹在加速阶段分别作匀加速直线运动,且均沿同一直线奔跑,问猎豹能否成功捕获羚羊.