(9分)铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的。弯道处要求外轨比内轨高,其内外轨高度差h的设计不仅与r有关,还取决于火车在弯道上的行驶速率。下图表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之对应的轨道的高度差h。
弯道半径r/m 660 330 220 165 132 110
内外轨高度差h/mm 50 100 150 200 250 300
(1)根据表中数据,试导出h和r关系的表达式,并求出当r=440m时,h的设计值;
(2)铁路建成后,火车通过弯道时,为保证绝对安全,要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力,又已知我国铁路内外轨的间距设计值为L=1435mm,结合表中数据,算出我国火车的转弯速率v(以km/h为单位,结果取整数;路轨倾角很小时,正弦值按正切值处理)(g取9.8m/s2)
(3)随着人们生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求。为了提高运输力,国家对铁路不断进行提速,这就要求铁路转弯速率也需要提高。请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施?
如图所示,匀强磁场B=0.1T,所用矩形线圈的匝数N=100,边长ab=0.2m,bc=0.5m,以角速度ω=100πrad/s绕OO′轴匀速转动。当线圈平面通过中性面时开始计时,试求:
(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)由t=0至t=过程中的平均电动势的大小;
(3)该交变电流的电动势有效值是多少?
如图所示,在光滑的水平桌面上有一金属容器C,其质量为mC=5 kg,在C的中央并排放着两个可视为质点的滑块A与B,其质量分别为mA=1 kg、mB=4 kg.开始时A、B、C均处于静止状态,用细线拉紧A、B使其中间夹有的轻弹簧处于压缩状态,剪断细线,使得A以vA=6 m/s的速度水平向左弹出,不计一切摩擦,两滑块中任意一个与C侧壁碰撞后就与其合成一体,求:(1)滑块第一次与挡板碰撞损失的机械能;
(2)当两滑块都与挡板碰撞后,金属容器C的速度.
静止的氡核(Rn)放出一个速度为v0的α粒子,若衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子及反冲核的动能.已知原子质量单位为u,真空中的光速为c,试求在衰变过程中的质量亏损(在涉及动量问题时,亏损的质量可忽略不计).
如图所示,当开关S断开时,用光子能量为2.5 eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零.合上开关,调节滑动变阻器,发现当电压表读数小于0.60 V时,电流表读数仍不为零;当电压表读数大于或等于0.60 V时,电流表读数为零.
(1)求此时光电子的最大初动能的大小;
(2)求该阴极材料的逸出功.
一棱镜的截面为直角三角形ABC,∠A=30o,斜边AB=a。棱镜材料的折射率为n=。在此截面所在的平面内,一条光线以45o的入射角从AC边的中点M射入棱镜,求:光线从棱镜射出时,出射点的位置(不考虑光线沿原来路返回的情况)。