如图是一个货物运输装置示意图,BC是平台,AB是长L=12m的传送带,BA两端的高度差h=2.4m。传送带在电动机M的带动下顺时针匀速转动,安全运行的最大速度为vm=6m/s。假设断电后,电动机和传送带都立即停止运动。现把一个质量为20kg的货物,轻轻放上传送带上的A点,然后被传送带运输到平台BC上,货物与传送带之间的动摩擦因数为0.4。由于传送带较为平坦,可把货物对传送带的总压力的大小近似等于货物的重力;由于轮轴的摩擦,电动机输出的机械功率将损失20%,取g=10m/s2。求:
(1)要使该货物能到达BC平台,电动机需工作的最短时间;
(2)要把货物尽快地运送到BC平台,电动机的输出功率至少多大?
(3)如果电动机接在输出电压为120V的恒压电源上,电动机的内阻r=6Ω,在把货物最快地运送到BC平台的过程中,电动机消耗的电能共有多少?
洋流又叫海流,指大洋表层海水常年大规模的沿一定方向较为稳定的流动。因为海水中含有大量的正、负离子,这些离子随海流做定向运动,如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转,便可用来发电。图为利用海流发电的磁流体发电机原理示意图,其中的发电管道是长为L、宽为d、高为h的矩形水平管道。发电管道的上、下两面是绝缘板,南、北两侧面M、N是电阻可忽略的导体板。两导体板与开关S和定值电阻R相连。整个管道置于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。为了简化问题,可以认为:开关闭合前后,海水在发电管道内以恒定速率v朝正东方向流动,发电管道相当于电源,M、N两端相当于电源的正、负极,发电管道内海水的电阻为r(可视为电源内阻)。管道内海水所受的摩擦阻力保持不变,大小为f。不计地磁场的影响。
(1)判断M、N两端哪端是电源的正极,并求出此发电装置产生的电动势;
(2)要保证发电管道中的海水以恒定的速度流动,发电管道进、出口两端要保持一定的压力差。请推导当开关闭合后,发电管两端压力差F与发电管道中海水的流速v之间的关系;
(3)发电管道进、出口两端压力差F的功率可视为该发电机的输入功率,定值电阻R消耗的电功率与输入功率的比值可定义为该发电机的效率。求开关闭合后,该发电机的效率η;在发电管道形状确定、海水的电阻r、外电阻R和管道内海水所受的摩擦阻力f保持不变的情况下,要提高该发电机的效率,简述可采取的措施。
如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球.在水平拉力F作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点.在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是
A.逐渐增大 | B.逐渐减小 |
C.先增大,后减小 | D.先减小,后增大 |
汽车发动机的额定功率为40KW,质量为2000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍(),求:
(1)汽车在路面上能达到的最大速度?
(2)若汽车以额定功率启动,当汽车速度为10m/s时的加速度?
(3)若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动,达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶。求汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间?
如图所示,圆心在O点、半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上,Oc与Oa的夹角为60°,轨道最低点a与桌面相切. 一轻绳两端系着质量为m1和m2的小球(均可视为质点),挂在圆弧轨道边缘c的两边,开始时,m1位于c点,然后从静止释放,设轻绳足够长,不计一切摩擦,则
A.在m1由c下滑到a的过程中,两球速度大小始终相等 |
B.m1在由c下滑到a的过程中重力的功率先增大后减少 |
C.若m1恰好能沿圆弧下滑到a点,则m1=2m2 |
D.若m1恰好能沿圆弧下滑到a点,则m1=3m2 |
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=5m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。设夯锤和桩料的质量均为m="500" kg,泥土对桩料的阻力为,其中常数,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=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10,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。
如图所示,足够长传送带与水平方向的倾角为θ,物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连,b的质量为m.开始时a、b及传送带均静止,且a不受传送带摩擦力作用.现让传送带逆时针匀速转动,则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中
A.物块a重力势能减少mgh |
B.摩擦力对a做的功大于a机械能的增加 |
C.摩擦力对a做的功小于物块a、b动能增加之和 |
D.任意时刻,重力对a、b做功的瞬时功率大小相等 |
为探究小灯泡的电功率和电压U2的关系,小明测量小灯泡的电压和电流,利用得到电功率。实验所使用的小灯泡规格为“3.0V1. 8W”,电源为12V的电池,滑动变阻器的最大阻值为10。
(1)准备使用的实物电路如图所示。请将滑动变阻器接入电路的正确位置。(用笔画线代替导线)
(2)现有10、20和50的定值电阻,电路中的电阻应选_______的定值电阻。
(3)测量结束后,应先断开开关,拆除_______两端的导线,再拆除其他导线,最后整理好器材。
(4)小明处理数据后将、描点在坐标纸上,并作出了一条直线,是否正确?答: _____。
如图所示,一个顶角为90o的斜面体M置于水平地面上,它的底面粗糙,两斜面光滑,两个斜面与水平面的夹角分别为、,且﹤。将质量相等的A、B两个小滑块同时从斜面上同一高度处静止释放,在两滑块滑至斜面底端的过程中,M始终保持静止。则( )
A.两滑块滑至斜面底端所用的时间相同
B.两滑块滑至斜面底端时重力的瞬时功率相同
C.两滑块均在斜面上下滑时地面对斜面体无摩擦力
D.地面对斜面体的支持力小于三个物体的总重力
一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机的有用功率达到最大值P,以后起重机保持该功率不变,继续提升重物,直到以最大速度v2匀速上升为止,物体上升的高度为h,则整个过程中,下列说法正确的是( )
A.重物的最大速度 | B.钢绳的最大拉力为 |
C.重物匀加速运动的加速度为-g | D.重物做匀加速运动的时间为 |
消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水枪组成。如图所示,消防水枪离地高度为H,建筑物上的火点A距地面高为h=60m,水枪与火点的水平距离为x,水泵的功率为P,整个供水系统的效率η=0.6。假设水从水枪水平射出,不计空气阻力,取g=10m/s2。
(1)若H=80m,水枪出水速度v0=30m/s,水枪每秒出水量m0="60" kg,水枪正中起火点A,求水泵的功率P;
(2)当完成高层灭火后,还需要对散落在火点正下方地面上的燃烧物进行灭火,将水枪竖直下移至H´=45m,假设供水系统的效率η不变,水枪出水口的横截面积不变,水泵功率应调整为P´,则P´应为多大?
某同学利用玩具电动车模拟腾跃运动。如图所示,AB是水平地面,长度为L=6m,BCDE是一段曲面,且在B点处平滑连接。玩具电动车的功率始终为P=10W,从A点由静止出发,到达离地面h=1.8m的E点水平飞出,落地点与E点的水平距离x=2.4m。玩具电动车可视为质点,总质量为m=1kg,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。求:
(1)玩具电动车过E点时的速度;
(2)若玩具电动车在AB段所受的阻力Ff恒为2N,从B点到E点的过程中,克服摩擦阻力做功10J,则从A点至E点过程所需要的时间是多少?
某兴趣小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v t图象,如图所示(除2s 10s时间段内的图象为曲线外,其余时间段图象均为直线)。已知小车运动的过程中,2s 14s时间段内小车的功率保持不变,在14s末停止遥控而让小车自由滑行。小车的质量为1kg,可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变。求:
(1)小车运动中所受到的阻力大小为多少?
(2)小车匀速行驶阶段的功率为多少?
(3)小车加速运动过程中牵引力做功为多少?
如图所示,长L=9m的传送带与水平方向的倾角为37°,在电动机的带动下以v="4m/s" 的速率顺时针方向运行,在传送带的B端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住,在传送带的A端无初速地放一质量m=1kg的物块,它与传送带间的动摩擦因数=0.5,物块与挡板的碰撞能量损失及碰撞时间不计。(sinθ=0.6,cosθ=0.8,g=10m/s2)问:
(1)物块与挡板P第一次碰撞后,上升到最高点时到挡板P的距离;
(2)若改为将一与皮带间动摩擦因素为μ=0.875、质量不变的新木块轻放在B端,求木块运动到A点过程中电动机多消耗的电能与电动机额定功率的最小值。