在航天事业中要用角速度计可测得航天器自转的角速度ω,其结构如图9所示,当系统绕OO′转动时,元件A在光滑杆上发生滑动,并输出电信号成为航天器的制导信号源。已知A质量为m,弹簧的劲度系数为k,原长为L0,电源电动势为E,内阻不计,滑动变阻器总长为L,电阻分布均匀,系统静止时滑动变阻器触头P在中点,与固定接头Q正对,当系统以角速度ω转动时,求:(1)弹簧形变量x与ω的关系式;(2)电压表的示数U与角速度ω的关系式
在某一旅游景区,建有一山坡滑草运动项目,已知山坡是倾角为=300的倾斜直轨道。一名游客连同滑草装置质量为m=80kg从静止开始匀加速下滑,在时间t=5s内沿斜面滑下的位移x="50" m(不计空气阻力).求:(1)该游客下滑过程中的加速度多大?(2)滑草装置与草皮之间的动摩擦因数为多大?(3)设游客滑下50 m后进入水平草坪,则游客在水平草坪上滑动的最大距离是多少?(假设滑草装置与水平面、斜面的动摩擦因素相同,且进入水平轨道的瞬间速度大小不变)
如图甲所示,M、N为水平放置的平行板电容器的两个极板,两极板间距d=0.1m,两极板间的电压U=12.5V,O为上极板中心的小孔,以O为坐标原点,在竖直平面内建立直角坐标系,在y轴方向上,0≤y≤2m区间存在方向与x轴平行的匀强电场(PQ为电场区域的上边界),在x轴方向上,电场范围足够大。若规定x轴正方向为电场正方向,电场强度随时间变化情况如图乙所示。现有一个带负电的粒子,在t=0时刻从紧靠M级板中心O'处无初速释放,经过小孔O进入N板上方的交变电场中,粒子的比荷q/m=1×102C/kg,不计粒子重力。求:(1)粒子进入交变电场时的速度。(2)粒子在两板之间飞行的时间。(3)粒子在8×10-3s末的位置坐标。(4)粒子离开交变电场时的速度大小和方向。
一个平板小车置于光滑水平面上,其右端恰好和一个1/4光滑圆弧轨道AB的底端等高对接,如图所示。已知小车质量M=2kg,小车足够长,圆弧轨道半径R=0.8m。现将一质量m=0.5kg的小滑块,由轨道顶端A点无初速释放,滑块滑到B端后冲上小车。滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2。求:(1)滑块到达B端时,速度为多少?对轨道的压力多大?(2)经多长的时间物块与小车相对静止?(3)小车运动2s时,小车右端距轨道B端的距离。(4)系统在整个过程中增加的内能。
如图所示,竖直平面内的光滑绝缘轨道由斜面部分AC和圆弧部分CB平滑连接,且圆弧轨道半径R=0.3m,整个轨道处于竖直向下的匀强电场中。一个带正电的小球从斜轨道上高度h=0.8m的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为m=0.2kg,电量为q=10-5C,小球到达轨道最低点C时速度为8m/s,g取10m/s2,求:(1)匀强电场的场强大小。(2)小球到达圆弧轨道最高点B时,对轨道的压力(结果保留三位有效数字)。
雨滴在穿过云层的过程中,不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体,其质量逐渐增大。现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞。已知雨滴的初始质量为,初速度为,下降距离后与静止的小水珠碰撞且合并,质量变为。此后每经过同样的距离后,雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并,质量依次为、......(设各质量为已知量)。不计空气阻力。(1)若不计重力,求第次碰撞后雨滴的速度;(2)若考虑重力的影响,a.求第1次碰撞前、后雨滴的速度和;b.求第n次碰撞后雨滴的动能