如图所示是依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置,具有操作简单、无需电能、逃生高度不受限制,下降速度可调、可控等优点。
该装置原理可等效为:间距L=0.5m的两根竖直导轨上部连通,人和磁铁固定在一起沿导轨共同下滑,磁铁产生磁感应强度B=0.2T的匀强磁场。人和磁铁所经位置处,可等效为有一固定导体棒cd与导轨相连,整个装置总电阻始终为R,如图所示
在某次逃生试验中,质量M1=80kg的测试者利用该装置以v1=1.5m/s的速度匀速下降,已知与人一起下滑部分装置的质量m=20kg,重力加速度取g=10m/s2,且本次试验过程中恰好没有摩擦。
(1)判断导体棒cd中电流的方向;
(2)总电阻R多大?
(3)如要使一个质量M2=100kg的测试者利用该装置以v1=1.5m/s的速度匀速下滑,其摩擦力f多大?
(4)保持第(3)问中的摩擦力不变,让质量M2=100kg测试者从静止开始下滑,测试者的加速度将会如何变化?当其速度为v2=0.78m/s时,加速度多大?要想在随后一小段时间内保持加速度不变,则必需调控摩擦力,请写出摩擦力大小随速率变化的表达式。
高三物理解答题简单题
如图所示是依附建筑物架设的磁力缓降高楼安全逃生装置,具有操作简单、无需电能、逃生高度不受限制,下降速度可调、可控等优点。
该装置原理可等效为:间距L=0.5m的两根竖直导轨上部连通,人和磁铁固定在一起沿导轨共同下滑,磁铁产生磁感应强度B=0.2T的匀强磁场。人和磁铁所经位置处,可等效为有一固定导体棒cd与导轨相连,整个装置总电阻始终为R,如图所示
在某次逃生试验中,质量M1=80kg的测试者利用该装置以v1=1.5m/s的速度匀速下降,已知与人一起下滑部分装置的质量m=20kg,重力加速度取g=10m/s2,且本次试验过程中恰好没有摩擦。
(1)判断导体棒cd中电流的方向;
(2)总电阻R多大?
(3)如要使一个质量M2=100kg的测试者利用该装置以v1=1.5m/s的速度匀速下滑,其摩擦力f多大?
(4)保持第(3)问中的摩擦力不变,让质量M2=100kg测试者从静止开始下滑,测试者的加速度将会如何变化?当其速度为v2=0.78m/s时,加速度多大?要想在随后一小段时间内保持加速度不变,则必需调控摩擦力,请写出摩擦力大小随速率变化的表达式。
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当前,高楼遇险逃生措施及训练引起高度关注。有人设想在消防云梯上再伸出轻便的滑竿解救受困人员,解决云梯高度不够高的问题。如图所示,在一次消防演习中模拟解救被困人员,为了安全,被困人员使用安全带上挂钩挂在滑竿上从高楼A点沿滑杆下滑逃生。滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴在O处连接,将被困人员和挂钩理想化为质点,且通过O点的瞬间没有机械能的损失。AO长为=5m,OB长为=10m。竖直墙与云梯上端点B的间距=11m。滑杆A端用挂钩钩在高楼的固定物上,可自由转动。B端用铰链固定在云梯上端。挂钩与两段滑杆间动摩擦因数均为=0.8。(=10m/s2)
(1)若测得OB与竖直方向夹角为53°,求被困人员在滑杆AO上下滑时加速度的大小及方向?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(2)为了安全,被困人员到达云梯顶端B点的速度大小不能超过6m/s,若A点高度可调,竖直墙与云梯上端点B的间距=11m不变,求滑杆两端点A、B间的最大竖直距离?
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