(14分)如图所示,在距地面高为H=45m处,有一小球A以初速度v0=10 m/s水平抛出,与此同时,在A的正下方有一物块B以某一初速度同方向滑出,B与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,A恰好击中B,A、B均可看做质点,空气阻力不计,重力加速度g取10m/s2,求:
(1)A球从抛出到落地的时间和这段时间内的水平位移;
(2)B刚运动时的初速度及A击中B时B的速度的大小。
利用水流和太阳能发电,可以为人类提供清洁能源。水的密度,太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率
,地球表面的重力加速度取g=10m/s2。
(1)三峡水电站发电机输出的电压为18kV。若采用500kV直流电向某地区输电5.0×106kW,要求输电线上损耗的功率不高于输送功率的5%,求输电线总电阻的最大值;
(2)发射一颗卫星到地球同步轨道上(轨道半径约为地球半径的6.6)利用太阳能发电,然后通过微波持续不断地将电力输送到地面,这样就建成了宇宙太阳能发电站。求卫星在地球同步轨道上向心加速度的大小;
(3)三峡水电站水库面积约1.0×109m2,平均流量Q=1.5×l04m3/s,水库水面与发电机所在位置的平均高度差h=l00m,发电站将水的势能转化为电能的总效率。在地球同步轨道上,太阳光垂直照射时的辐射功率为10P0。太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率
=20%,将电能输送到地面的过程要损失50%。若要使(2)中的宇宙太阳能发电站的发电能力与三峡电站相当,卫星上太阳能电池板的面积至少为影大?
如图所示,两块相同的金属板正对着水平放置,电压U时,一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子,以水平速度v0从A点射入电场,经过一段时间后从B点射出电场,A、B问的水平距离为L。不计重力影响。求
(1)带电粒子从A点运动到B点经历的时间t;
(2)A、B问竖直方向的距离y;
(3)带电粒子经过B点时速度的大小v。
如图所示,两根平行金属导轨MN、PQ相距为d=1.0m,导轨平面与水平面夹角为α=30°,导轨上端跨接一定值电阻R=16Ω,导轨电阻不计,整个装置处于与导轨平面垂直且向上的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=1.0T。一根与导轨等宽的金属棒矿垂直MN、PQ静止放置,且与导轨保持良好接触。金属棒质量m=0.1kg、电阻r=0.4Ω,距导轨底端S1=3.75m。另一根与金属棒ef平行放置的绝缘棒gh长度也为d,质量为,从导轨最低点以速度v0=110m/s沿轨道上滑并与金属棒发生正碰(碰撞时间极短),碰后金属棒沿导轨上滑S2=0.2m后再次静止,此过程中电阻R上产生的电热为Q=0.2J。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为
,g取10m/s2,求:
(1)绝缘棒幽与金属棒矿碰前瞬间绝缘棒的速率;
(2)两棒碰后,安培力对金属棒做的功以及碰后瞬间金属棒的加速度;
(3)金属棒在导轨上运动的时间。
如图所示,在绝缘的水平面上,相隔2L的,4B两点固定有两个电量均为Q的正点电荷,G、O、D是AB连线上的三个点,O为连线的中点,CO=OD=。一质量为m、电量为q的带电物块以初速度v0从c点出发沿AB连线向B运动,运动过程中物块受到大小恒定的阻力作用,但在速度为零时,阻力也为零。当物块运动到O点时,物块的动能为初动能的n倍,到达D点刚好速度为零,然后返回做往复运动,直至最后静止在O点。已知静电力恒量为k,求:
(1)AB两处的点电荷在c点产生的电场强度的大小;
(2)物块在运动中受到的阻力的大小;
(3)带电物块在电场中运动的总路程。
如图所示,在高1.25m的水平桌面上,一质量为2.0kg的物块在10N的水平拉力作用下,在A处由静止开始向桌面边缘B运动,2s末撤去水平拉力。物块运动到桌面B端后飞出落在水平地面上。已知物块与桌面之间的动摩擦因数μ=0.3,AB之间的距离为6m,不计空气阻力,g=10m/s2。求:
(1)撤去水平拉力前物块加速度的大小;
(2)物块离开桌面边缘B点时速度的大小;
(3)物块落地点距桌面边缘B点的水平距离。