某同学做拍篮球的游戏,篮球在球心距地面高h1=0.9m范围内做竖直方向的往复运动,如图所示. 在最高点时手开始击打篮球, 球从落地到反弹与地面作用的时间t=0.1s,反弹速度v2的大小是刚触地时速度v1大小的,且反弹后恰好到达最高点. 已知篮球的质量m=0.5kg,半径R="0.1m." 且手对球和地面对球的作用力均可视为恒力,忽略空气阻力,g取10m/s2. 求(1)球反弹的速度v2的大小;(2)地面对球的弹力F的大小;(3)每次拍球时,手对球所做的功W.
短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100 m和200 m短跑项目的新世界纪录,他的成绩分别是9.69 s和19.30 s.假定他在100 m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15 s,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动.200 m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与100 m比赛时相同,但由于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑100 m时最大速率的96%.求:(1)加速所用时间和达到的最大速率;(2)起跑后做匀加速运动的加速度.(结果保留两位小数)
(17分)如图13所示,一个半径为r的半圆形线圈,以直径ab为轴匀速转动,转速为n,ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场,磁感应强度为B.M和N是两个集流环,负载电阻为R,线圈、电流表和连接导线的电阻不计,求:(1)从图示位置起转过1/4转的时间内负载电阻R上产生的热量;(2)从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R的电荷量;(3)电流表的示数.
(14分)为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染,目前正大力发展水电站.某一水电站发电机组设计为:水以v1=3 m/s的速度流入水轮机后以v2=1 m/s的速度流出,流出水位比流入的水位低100 m,水流量为Q=100 m3/s,水轮机效率为75%,发电机效率为80%,求:(g=10 m/s2,水的密度ρ=103 kg/m3)(1)发电机组的输出功率是多少?(2)如果发电机输出电压为24 kV,输电线路中能量损失为0.05%,输电线电阻为19.5 Ω,那么所需升压变压器的原、副线圈匝数比是多少?
(14分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动.一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S=0.05 m2,线圈转动的频率为50 Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B= T.为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220 V,11 kW”的电机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器,电路如图12所示,求:(1)发电机的输出电压有效值为多少?(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少?(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大?
(10分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如图11所示,发电机内阻r=5.0 Ω,外电路电阻R=95 Ω.已知感应电动势的最大值Em=nωΦm,其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值.求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数.