亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        關(guān)于3種運動的瞬態(tài)過程問題賞析

        2015-08-10 07:41:48
        物理通報 2015年2期
        關(guān)鍵詞:金屬棒恒定瞬態(tài)

        鄭 金

        (凌源市職教中心 遼寧 朝陽 122500)

        在電磁學(xué)中,暫態(tài)電路的充電和放電過程都屬于瞬態(tài)過程,物理量隨時間按指數(shù)規(guī)律變化.其微分方程及其通解都具有特定的形式.此外,對于物體的變速運動,由于受力特點不同,其瞬態(tài)過程將不同.

        下面對有關(guān)物體從靜止開始加速運動到最大速度的3種瞬態(tài)過程問題舉例分析.

        1 滑桿在恒定動力和安培力作用下的運動

        對于物體在恒力F和線性阻力f=kv共同作用下的加速直線運動過程,速度變化遵循一定的規(guī)律.

        【例1】如圖1所示,足夠長的光滑水平導(dǎo)軌,相距l(xiāng)=0.5m,左端接有電阻R=1Ω.勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B=2T,方向與軌道平面垂直,金屬棒置于導(dǎo)軌上,質(zhì)量為m=200g,電阻為r=0.5Ω.現(xiàn)讓金屬棒在水平恒力F=2N 作用下由靜止開始沿軌道運動.設(shè)金屬棒始終在磁場中與軌道接觸良好,導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻均不計.對于金屬棒從開始運動到速度最大的過程,求:

        (1)金屬棒發(fā)生的位移;

        (2)通過電阻R 的電荷量;

        (3)在電阻R 上產(chǎn)生的熱量.

        圖1

        解析:(1)金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E=Blv,則金屬棒受到安培力為

        由牛頓第二定律列微分方程為

        由此可知穩(wěn)定速度為

        時間常數(shù)為

        因初速度v0=0,由瞬態(tài)過程的結(jié)論可得金屬棒沿軌道下滑的速度為

        由動量定理有Ft-ks=mv,可得位移關(guān)系式為

        (2)由動量定理有

        可得通過金屬棒的電荷量為

        所以在電阻R 上產(chǎn)生的熱量為

        如果在題中給出的位移、電荷量或熱量的某個數(shù)值小于上述計算結(jié)果,將導(dǎo)致題目中的數(shù)據(jù)不自洽.

        2 潛艇在線性阻力作用下以恒定功率行駛

        對于物體在線性阻力作用下以恒定功率加速直線運動的過程,速度變化遵循一定的規(guī)律.

        【例2】有“潛艇之王”之稱的美國“俄亥俄”級潛艇,在水下行駛時的質(zhì)量為2萬噸,行駛中受阻力f=kv,其中k=1.8×105N·s/m,當其以P=4.0×104kW 的恒定功率在水下行駛時,求:

        (1)最大速度;

        (2)啟動多長時間達到最大速度的一半?

        分離變量得

        由此得

        3 汽車在恒定阻力作用下以恒定功率行駛

        對于物體在恒定阻力作用下以恒定功率加速直線運動的過程,速度變化遵循一定的規(guī)律.

        【例3】已知汽車的額定功率為P,質(zhì)量為m,運動過程中受到恒定阻力為f,汽車運動的初速度為v0,求汽車達到最大速度所需的時間是多少?

        設(shè)

        由式(3)得

        代入式(4)并整理得

        即為

        由(3)式可知,當u=5時,速度v=0.993vm,此時可認為汽車達到最大速度,則由(4)式可知汽車從靜止到速度最大過程所經(jīng)歷的時間為

        如果初速度為v0,則由靜止加速到v0經(jīng)歷的時間為

        所以汽車從初速度為v0加速到最大速度所需的時間為t=tm-t0,即為

        式(6)是不同速度所對應(yīng)的時間,式(9)是物體達到最大速度所經(jīng)歷的時間.

        【例4】(2009年高考上海物理試卷第20題)質(zhì)量為5×103kg的汽車在t=0時刻速度v0=10m/s,隨后以P=6×104W 的額定功率沿平直公路繼續(xù)前進,經(jīng)72s達到最大速度,設(shè)汽車受恒定阻力,其大小為2.5×103N.求:

        (1)汽車的最大速度vm;

        (2)汽車在72s內(nèi)經(jīng)過的路程s.

        分析:最大速度為

        將數(shù)據(jù)代入式(9)得時間為

        此時汽車的速度為v=0.993vm≈23.83m/s,非常接近最大速度了.

        可見原題中的數(shù)據(jù)t=72s是不合理的,或者說是不自洽的.

        對于例題1,可直接利用瞬態(tài)過程的結(jié)論進行解答,稱為指數(shù)瞬態(tài)過程;對于例題2和3,則需先對微分方程變換形式,再利用瞬態(tài)過程的結(jié)論進行解答,可稱為另類瞬態(tài)過程.需通過數(shù)學(xué)變換,使某一變量與指數(shù)瞬態(tài)過程發(fā)生聯(lián)系,從而利用瞬態(tài)過程的結(jié)論,化繁為簡.

        有趣的是,對于物體由靜止開始加速運動的瞬態(tài)過程,達到最大速度所經(jīng)歷的時間都與“滿速比”β有關(guān).

        當動力恒定,阻力為線性力時

        當動力功率恒定,阻力為線性力時

        當動力功率恒定,阻力為恒力時

        對應(yīng)的時間常數(shù)分別為

        綜上可見,瞬態(tài)過程形式多樣.解答瞬態(tài)過程問題的關(guān)鍵是列出變量的一階常系數(shù)線性微分方程,再利用瞬態(tài)過程的結(jié)論直接寫出通解,可避免數(shù)學(xué)積分過程.瞬態(tài)過程的結(jié)論不僅能巧妙解題,而且還可用來擬題,或者判斷題目中的數(shù)據(jù)是否自洽以及檢驗常規(guī)解法所得結(jié)果是否正確.

        1 朱佩明.物理問題的規(guī)定性與習(xí)題命制的誤區(qū).物理教學(xué),2009(1):42

        2 詹國榮.恒功率啟動運行物體的速度變化規(guī)律.物理教學(xué),2012(5):52

        3 趙曰峰,趙林明,宋輝武.談汽車以額定功率啟動達到最大速度的時間.物理教師,2014(5):58

        猜你喜歡
        金屬棒恒定瞬態(tài)
        關(guān)于兩根導(dǎo)體棒切割磁感線問題的變式研究
        ——以2023年高考湖南卷物理第14題為例
        高壓感應(yīng)電動機斷電重啟時的瞬態(tài)仿真
        防爆電機(2020年3期)2020-11-06 09:07:36
        花花世界
        漫畫十萬個為什么
        十億像素瞬態(tài)成像系統(tǒng)實時圖像拼接
        基于瞬態(tài)流場計算的滑動軸承靜平衡位置求解
        DC/DC變換器中的瞬態(tài)特性分析
        恒定動能打擊變初速發(fā)射原理
        對一道高考題的另解
        再論安培力與洛倫茲力的關(guān)系
        物理通報(2012年2期)2012-01-23 00:50:08
        日本a在线看| 少妇无套裸按摩呻吟无呜| 国产午夜精品无码| 九九精品国产亚洲av日韩| 永久免费无码av在线网站 | 国产97在线 | 日韩| 一本大道久久东京热无码av| AV教师一区高清| 97自拍视频国产在线观看| 国产91人妻一区二区三区| 成年女人粗暴毛片免费观看| 成人免费ā片在线观看| 99热在线播放精品6| 免费在线不卡黄色大片| 久久国产劲爆∧v内射| 亚洲av无码一区二区三区不卡| 亚洲av色先锋资源电影网站| 青青草综合在线观看视频| 中文字幕亚洲精品综合| 免费的日本一区二区三区视频| 亚洲熟妇av日韩熟妇在线| 另类免费视频在线视频二区| 成人特黄特色毛片免费看| 免费看av网站在线亚洲| 国产午夜精品av一区二区麻豆| 亚洲国产成人久久一区www| 久久这里都是精品一区| 另类免费视频在线视频二区| 曰韩内射六十七十老熟女影视 | 天天摸日日摸狠狠添| 手机在线观看日韩不卡av| 亚洲欧美成人久久综合中文网| a国产一区二区免费入口| 亚洲成av人影院| 日本精品一区二区高清| 国产麻豆国精精品久久毛片| 情头一男一女高冷男女| 亚洲色大成网站www永久| 国产精品高潮呻吟av久久4虎 | 久久久久亚洲精品无码网址| 视频二区精品中文字幕 |