在许多建筑工地经常使用打夯机将桩料打入泥土中以加固地基。打夯前先将桩料扶起、使其缓慢直立进入泥土中,每次卷扬机都通过滑轮用轻质钢丝绳将夯锤提升到距离桩顶h0=5 m处再释放,让夯锤自由下落,夯锤砸在桩料上并不弹起,而随桩料一起向下运动。(碰撞时间极短时,一动碰一静,碰后同速满足mv=(M+m)v共)设夯锤和桩料的质量均为m=500 kg,泥土对桩料的阻力为f=kh,其中常数k=2. 0×104 N/m,h是桩料深入泥土的深度。卷扬机使用电动机来驱动,卷扬机和电动机总的工作效率为η=95%,每次卷扬机需用20 s的时间提升夯锤。提升夯锤时忽略加速和减速的过程,不计夯锤提升时的动能,也不计滑轮的摩擦。夯锤和桩料的作用时间极短,g取10m/s2,求:
(1)在提升夯锤的过程中,电动机的输入功率;(结果保留2位有效数字)
(2)打完第一夯后,桩料进入泥土的深度。(可用根号表示)
如图,在区域I分布有沿-y方向的匀强电场,场强大小为为E,区域II分布有垂直xoy向里的匀强磁场,磁感应强度为B,两区宽度相同,有一个质子从I区的左侧垂直边界入射,恰好垂直II区右边界射出,求质子的入射速度。
如图所示,MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B. 一个电荷量为q的带电粒子从感光板上的狭缝O处以垂直于感光板的初速度v射入磁场区域,经一次偏转到达P点. 经测量P、O间的距离为l,不计带电粒子受到的重力. 求:
(1)带电粒子所受洛伦兹力的大小;
(2)带电粒子的质量。
(10分)如图R1 =" 14" Ω,R2=9Ω,当开关处于1时,理想电流表读数为0.2A,当开关处于2时,电流表读数为0.3A,求电源的电动势和内阻。
如图所示,在同一水平面的两导轨相互平行,导轨间距为2m并处在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度为0.2T,一根金属棒垂直于导轨放置,当金属棒中的电流为5A时,金属棒处于静止。求:
(1)金属棒所受的安培力的大小(2)金属棒受到的摩擦力的大小。
如图所示为粮食仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B两端相距L1=3m;另一台倾斜传送,传送带与地面间的倾角θ=37°,C、D两端相距L2=4.45m,B、C相距很近。水平传送带以v0=5m/s沿顺时针方向转动。现将质量为m=10kg的一袋大米无初速度的放在A端,它随传送带到达B点后,速度大小不变的传到倾斜传送带的C端,当米袋速度为零时将米袋取走。米袋与两传送带之间的动摩擦因素均为μ=0.5,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)若倾斜传送带CD不转动,则米袋沿传送带AB运动的时间为多少?米袋沿传送带CD向上滑动的时间为多少?
(2)若倾斜传送带CD以v=4m/s的速率沿顺时针方向转动,试判断米袋能否传到D端?若不能,求米袋沿传送带CD所能上滑的最大距离;若能,求米袋从C端运动到D端的时间。