如图甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图,其主要结构有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后板使用绝缘材料,上、下板使用金属材料。图25乙是该主要结构的截面图,上、下两板与输出电压可调的高压直流电源(内电阻可忽略不计)相连。质量为m、电荷量大小为q的分布均匀的带负电的尘埃无初速度地进入A、B两极板间的加速电场。已知A、B两极板间加速电压为U0,尘埃加速后全都获得相同的水平速度,此时单位体积内的尘埃数为n。尘埃被加速后进入矩形通道,当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和,同时尘埃被收集。通过调整高压直流电源的输出电压U可以改变收集效率η(被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值)。尘埃所受的重力、空气阻力及尘埃之间的相互作用均可忽略不计。在该装置处于稳定工作状态时:
(1)求在较短的一段时间Δt内,A、B两极板间加速电场对尘埃所做的功;
(2)若所有进入通道的尘埃都被收集,求通过高压直流电源的电流;
(3)请推导出收集效率η随电压直流电源输出电压U变化的函数关系式。
随着我国经济和科技的发展,通过引进、创先、研发后,我国具有知识产权的大型运输机已试飞成功,此机可在短时间内投放物资和人员进行救灾、抢险和军事活动,能争取更多时间。现有总质量为一架大型喷气式飞机,从静止开始保持额定功率滑跑,当位移达到
时,速度达到最大速度
,并以此速度起飞,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍(
)求:
(1)飞机起飞时的动能为多大?
(2)飞机起飞时的功率P为多大?
(3)飞机的速度为30m/s时加速度为多大?
假如地球自转速度达到赤道上的物体“飘”起(即完全失重),那么估算一下,地球上一天等于多少小时(单位用表示)?(地球半径取
,
,运算结果取两位有效数字)。
如图所示,是马戏团中上演的飞车节目,在竖直平面内有半径为R的圆轨道.表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动.已知人和摩托车的总质量为m,人以v1=的速度过轨道最高点B,并以v2=
v1的速度过最低点A.求在A、B两点轨道对摩托车的压力大小相差多少?
如图所示,水平地面上静止放置着物块B和C,相距L=1.0m。物块A以速度vO=10m/s沿水平方向与B正碰。碰撞后A和B立刻牢固地粘在一起向右运动,并再与C发生正碰,碰后瞬间C的速度v=2.0m/s,AB的速度方向向右。已知A和B的质量均为m,C的质量为A质量的k倍,物块与地面的动摩擦因数μ=0.45。(设碰撞时间很短,A、B、C均可视为质点,取10m/s2)
(1)计算与C碰撞前瞬间AB的速度;
(2)根据AB与C的碰撞过程分析k的取值范围。
如图所示,光滑的杆MN水平固定,物块A穿在杆上,可沿杆无摩擦滑动,A通过长度为L的轻质细绳与物块B相连,A、B质量均为m且可视为质点。一质量也为m的子弹水平射入物块B后未穿出,若杆足够长,此后运动过程中绳子偏离竖直方向的最大夹角为60°。求子弹刚要射入物块B时的速度大小。