图18为一个小型交流发电机的原理图,其矩形线圈的面积为S,共有n匝,线圈总电阻为r,可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO¢转动;线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中,线圈在转动时可以通过滑环K和电刷L保持与外电路电阻R的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度ω绕轴OO′匀速转动。(不计转动轴及滑环与电刷的摩擦) (1)推导发电机线圈产生感应电动势最大值的表达式Em=nBSω; (2)求线圈匀速转动过程中电流表的示数; (3)求线圈速度转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热。
如图所示的斜面以N点为分界面,N点以上部分粗糙,以下部分光滑。一质点从P点由静止释放,经过距离s下滑到N处开始压缩弹簧后又被弹离,第一次上滑最远位置离N距离为0.5s.(不计物体与弹簧接触瞬间能量的损失)已知斜面倾角为。(1)求物块与粗糙斜面间的动摩擦因数;(2)若已知物块的质量为m,弹簧压缩最短时的弹性势能为EP,则物体从弹簧被压缩最短运动到N点的距离L为多少?
某地突发地震,一块屹立山顶的巨石以0.4m/s2的加速度从山顶静止开始匀加速滚下,到达水平面后做匀速直线运动,山坡可以简化为斜面分析,其长度为320m,山坡下不巧停有一辆小汽车,司机发现险情时巨石已经滚下了80m,司机反应时间为1s,汽车启动后以0.5m/s2的加速度一直做匀加速直线运动,试分析汽车能否安全脱离。
滑板运动是极限运动的鼻祖,许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示是滑板运动的轨道,BC和DE是两段光滑圆弧形轨道,BC段的圆心为O点,圆心角为60º,半径OC与水平轨道CD垂直,水平轨道CD段粗糙且长8m。一运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出,在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC,经CD轨道后冲上DE轨道,到达E点时速度减为零,然后返回。已知运动员和滑板的总质量为60kg,B、E两点与水平面CD的竖直高度分别为h和H,且h=2m,H=2.8m,取10m/s2。求: (1)运动员从A运动到达B点时的速度大小vB; (2)轨道CD段的动摩擦因数; (3)通过计算说明,第一次返回时,运动员能否回到B点?如能,请求出回到B点时速度的大小;如不能,则最后停在何处?
如图所示,水平转盘上放有质量为m的物块,当物块到转轴的距离为r时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳中张力为零)。已知物块与转盘间最大静摩擦力是其重力的k倍,当绳中张力达到5kmg时,绳子将被拉断。求:(1)转盘的角速度分别为和时,绳中的张力T1和T2;(2)要将绳拉断,转盘的最小转速ωmin。
一列火车在平直轨道上做匀加速直线运动,加速度大小为a=3m/s2。先后经过A、B两根电线杆所用时间分别为tA=10s和tB=8s。已知火车车头到达电线杆A时的速度为v0=5m/s。求:(1)火车的长度L;(2)火车车头在A、B之间运动所需时间。