如图是一个货物运输装置示意图,BC是平台,AB是长L=12m的传送带,BA两端的高度差h=2.4m。传送带在电动机M的带动下顺时针匀速转动,安全运行的最大速度为vm=6m/s。假设断电后,电动机和传送带都立即停止运动。现把一个质量为20kg的货物,轻轻放上传送带上的A点,然后被传送带运输到平台BC上,货物与传送带之间的动摩擦因数为0.4。由于传送带较为平坦,可把货物对传送带的总压力的大小近似等于货物的重力;由于轮轴的摩擦,电动机输出的机械功率将损失20%,取g=10m/s2。求:
(1)要使该货物能到达BC平台,电动机需工作的最短时间;
(2)要把货物尽快地运送到BC平台,电动机的输出功率至少多大?
(3)如果电动机接在输出电压为120V的恒压电源上,电动机的内阻r=6Ω,在把货物最快地运送到BC平台的过程中,电动机消耗的电能共有多少?
如图所示,细绳一端系着质量M=0.6 kg的物体,静止于水平面上,另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3 kg的物体,M的中点与圆孔距离为0.2 m,并知M和水平面的最大静摩擦力为2 N.现使此平面绕中心轴线转动,问角速度ω在什么范围m会处于静止状态?(g取10 m/s2)
宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量.假设某同学根据这种环境设计了如图所示的装置(图中O为光滑的小孔)来间接测量小物块的质量:给待测小物块一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动.设航天器中有基本测量工具.
(1)小物块与桌面间的摩擦力可以忽略不计,原因是什么?
(2)实验时需要测量的物理量是什么?
(3)请写出待测小物块质量的表达式.
如图所示,高速公路转弯处弯道圆半径R=100 m,汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.23.若路面是水平的,问(1)汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)的最大速率vm为多大?(2)当超过vm时,将会出现什么现象?
杂技演员在做“水流星”表演时,用一根细绳系着盛水的杯子,抡起绳子,让杯子在竖直面内做圆周运动.如图所示,杯内水的质量m=0.5 kg,绳长l=60 cm,求:
(1)在最高点水不流出的最小速率;
(2)水在最高点速率v=3 m/s时,水对杯底的压力大小.
长L=0.5 m、质量可忽略的杆,其一端固定于O点,另一端连有质量m=2 kg的小球,它绕O点在竖直平面内做圆周运动.当通过最高点时,如图所示,求下列情况下,杆受到的力(计算出大小,并说明是拉力还是压力,g取10 m/s2):
(1)当v=1 m/s时,杆受到的力多大,是什么力?
(2)当v=4 m/s时,杆受到的力多大,是什么力?