如图所示,水平的粗糙轨道与竖直的光滑圆形轨道相连,圆形轨道间不相互重叠,即小球离开圆形轨道后可继续沿水平轨道运动。圆形轨道半径R=0.2m,右侧水平轨道BC长为L=4m,C点右侧有一壕沟,C、D两点的竖直高度h=lm,水平距离s=2m,小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=l0m/s2。一小球从圆形轨道最低点B以某一水平向右的初速度出发,进入圆形轨道。
(1)若小球通过圆形轨道最高点A时给轨道的压力大小恰为小球的重力大小,求小球在B点的初速度多大?
(2)若小球从B点向右出发,在以后的运动过程中,小球既不脱离圆形轨道,又不掉进壕沟,求小球在B点的初速度的范围是多大?
(10分)做自由落体运动的小球,落地前最后一秒内的位移为25m(g取10m/s2),则
(1)该球释放的位置距离地面的高度?
(2)小球着地时速度是多大?
某种类型的飞机起飞滑行时,从静止开始匀加速运动,加速度大小是4 m/s2,经历20s时,突然接到停止起飞命令,若飞机起飞最小速度为82m/s,问:
(1) 飞机此时速度多大,是否已经离地?
(2) 飞机已经滑行了多远?
某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量m=3×103kg。当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=50A,电压U=300V。在此行驶状态下:
(1)求驱动电机的输入功率P电;
(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力与车重的比值(g取10 m/s2);
(3)设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不变,求所需的太阳能电池板的最小面积。已知太阳辐射的总功率P0=4×1026 W,太阳到地球的距离r=1.5×1011 m,太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%。
电磁炮是一种理想的兵器,它的主要原理如图所示,1982年,澳大利亚国立大学制成了能把2.2g的弹体(包括金属杆EF的质量)加速到10km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为2km/s),若轨道宽2m,长为100m,通以恒定电流10A。(不计轨道摩擦)求:
(1)弹体的加速度;
(2)轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多大?
(3)磁场力的最大功率为多大?
如图所示电路,电源E=10V,内电阻r=1Ω,电阻R1=3Ω,R2=6Ω。电容C=30μF,问:
(1)闭合开关S,电路稳定后,求电路中的电流;
(2)断开开关S,求此后通过R1的电荷量。