故坦克的最远距离为:L=480+90m=570m
故L的范围为492m<L≤570m.
答:
(1)装甲车匀减速运动时的加速度大小为2.2m/s2;
(2)当L=410m时,第一发子弹的弾孔离地的高度是0.55m,靶上两个弹孔之间的距离0.45m;
(3)若靶上只有一个弹孔,L的范围为492m<L≤570m.
【点评】解决本题的关键知道平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,在水平方向上做匀速直线运动.以及分运动与合运动具有等时性
11.(2014•浙江)某同学设计一个发电测速装置,工作原理如图.一个半径为R=0.1m的圆形金属导轨固定在竖直平面上,一根长为R的金属棒0A,A端与导轨接触良好,O端固定在圆心处的转轴上.转轴的左端有一个半径为r=的圆盘,圆盘和金属棒能随转轴一起转动.圆盘上绕有不可伸长的细线,下端挂着一个质量为m=0.5kg的铝块.在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面向右的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.a点与导轨相连,b点通过电刷与O端相连.测量a、b两点间的电势差U可算得铝块速度,铝块由静止释放,下落h=0.3m时,测得U=0.15v.(细线与圆盘间没有滑动,金属棒、导轨、导线及电刷的电阻均不计,重力加速度g=10m/s2)
(1)测U时,与A点相接的电压表的“正极”还是“负极”?
(2)求此时铝块的速度大小;
(3)求此下落过程中铝块机械能的损失.
【分析】(1)根据右手定则判断感应电动势的方向即可;
(2)根据法拉第电磁感应定律列式表示出电压表达式,求解出角速度;然后根据v=rω求解此时铝块的速度大小;
(3)铝块机械能的损失等于重力势能的减小量与动能增加量的差值.
【解答】解:(1)根据右手定则,电动势方向从O到A,故a连接着电压表的正极;
(2)由法拉第电磁感应定律,得到:
U=E=
其中:
△Φ=BR2△θ
故:U=
铝块的速度:
v=rω=
故:v==2m/s
(3)此下落过程中铝块机械能的损失:
=0.5×10×0.3﹣=0.5J
答:(1)测U时,与A点相接的电压表的“正极”;
(2)此时铝块的速度大小为2m/s;
(3)此下落过程中铝块机械能的损失为0.5J.
【点评】本题关键是明确电压的测量原理,然后结合法拉第电磁感应定律、线速度与角速度的关系、机械能的概念列式求解,不难.
12.(2014•浙江)离子推进器是太空飞行器常用的动力系统.某种推进器设计的简化原理如图1,截面半径为R的圆柱腔分别为两个工作区,I为电离区,将氙气电离获得1价正离子;Ⅱ为加速区,长度为L,两端加有电压,形成轴向的匀强电场.I区产生的正离子以接近0的初速度进入Ⅱ区,被加速后以速度vM从右侧喷出.
Ⅰ区内有轴向的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在离轴线处的C点持续射出一定速度范围的电子.假设射出的电子仅在垂直于轴线的截面上运动,截面如图2所示(从左向右看).电子的初速度方向与中心O点和C点的连线成α角(0<α<90◦).推进器工作时,向Ⅰ区注入稀薄的氙气.电子使氙气电离的最小速度为v0,电子在Ⅰ区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好.已知离子质量为M;电子质量为m,电量为e.(电子碰到器壁即被吸收,不考虑电子间的碰撞).
(1)求Ⅱ区的加速电压及离子的加速度大小;
(2)为取得好的电离效果,请判断Ⅰ区中的磁场方向(按图2说明是“垂直纸面向里”或“垂直纸面向外”);
(3)α为90◦时,要取得好的电离效果,求射出的电子速率v的范围;
(4)要取得好的电离效果,求射出的电子最大速率vM与α的关系.
【分析】(1)粒子在区域Ⅱ中运动的过程中,只受电场力作用,电场力做正功,利用动能定理和运动学公式可解的加速电压和离子的加速度大小.
(2)因电子在I区内不与器壁相碰且能到达的区域越大,电离效果越好,所以可知电子应为逆时针转动,结合左手定则可知磁场的方向.
(3)通过几何关系分析出离子运功的最大轨道半径,洛伦兹力提供向心力,结合牛顿第二定律可计算出离子的最大速度.