题目内容
18.(1)弹体A放到轨道运动的加速度a和时间t.
(2)弹体A离开轨道时速度大小.
(3)发射电磁炮目的是使弹体获得较大动能,试求发射一个弹体消耗电能和效率(假若电路产生的焦耳热可忽略).
分析 (1)当电流为I0时,弹体受重力、支持力和摩擦力而平衡,根据平衡条件列式;当电流为nI0时,弹体A加速运动,根据牛顿第二定律列式求解加速度,根据位移公式列式求解运动时间;
(2)对加速过程根据动能定理列式求解末速度;
(3)根据W=FAL求解发射一个弹体消耗电能,根据η=$\frac{\frac{1}{2}m{v}^{2}}{W}×100%$求解效率.
解答 解:(1)当电流I1=I0时,满足:
BId-mgsinθ=0 ①
B=kI ②
解得:
$k=\frac{mgsinθ}{I_0^2d}$
当轨道电流I2=nI0时,弹体加速度满足:
$kI_2^2d-mgsinθ=ma$ ③
解得:a=(n2-1)gsinθ,方向沿斜面向上.
在轨道上运动时间满足:
L=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$ ④
解得:
$t=\sqrt{\frac{2L}{({n}^{2}-1)gsinθ}}$?
(2)弹体离开轨道时速度满足:
$kI_2^2dL-mgLsinθ=\frac{1}{2}m{v^2}$ ⑤
解得:$v=\sqrt{2L({n^2}-1)gsinθ}$.
(3)发射一个弹体电磁炮消耗电能为:
$E=kI_2^2dL$ ⑥
电磁炮的效率为:
$η=\frac{{\frac{1}{2}m{v^2}}}{E}$ ⑦
解得:
E=n2mgLsinθ
$η=\frac{{{n^2}-1}}{n^2}$
答:(1)弹体A放到轨道运动的加速度a为(n2-1)gsinθ,时间t为$\sqrt{\frac{2L}{({n}^{2}-1)gsinθ}}$;
(2)弹体A离开轨道时速度大小为$\sqrt{2L({n}^{2}-1)gsinθ}$;
(3)发射电磁炮目的是使弹体获得较大动能,发射一个弹体消耗电能为$k{I}_{2}^{2}dL$,效率为$\frac{{n}^{2}-1}{{n}^{2}}$.
点评 本题是力电综合问题关键是明确弹头的受力情况和运动情况,结合共点力平衡条件、牛顿第二定律、运动学公式、动能定理列式求解,不难.
| A. | 只有甲 | B. | 只有甲和丙 | C. | 只有乙和丙 | D. | 只有丙 |
| A. | 如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前汽车可能通过停车线 | |
| B. | 如果立即做匀加速运动,在绿灯熄灭前通过停车线汽车一定超速 | |
| C. | 如果立即做匀减速运动,在绿灯熄灭前汽车一定能通过停车线 | |
| D. | 如果距停车线10m处减速,汽车能停在停车线处 |
| A. | A和B均受三个力作用而平衡 | B. | B对桌面的压力越来越大 | ||
| C. | A对B的压力越来越小 | D. | 推力F的大小恒定不变 |
| A. | 斜面的倾角为60° | |
| B. | 物体在斜面上受到的合外力的大小是2.5 N | |
| C. | 物体与水平面的动摩擦因数为0.25 | |
| D. | 物体在水平面上受到的合外力的大小是2.5 N |
| A. | 滑动前m1与m2的角速度之比ω1:ω2=3:1 | |
| B. | 随转速慢慢增加,m2先开始滑动 | |
| C. | 随转速慢慢增加,m1先开始滑动 | |
| D. | 滑动前m1与m2的向心加速度之比a1:a2=1:3 |