“潮汐發(fā)電”是海洋能利用中發(fā)展最早、規(guī)模最大、技術(shù)較成熟的一種方式。某海港的貨運(yùn)碼頭，就是利用“潮汐發(fā)電”為皮帶式傳送機(jī)供電，圖1所示為皮帶式傳送機(jī)往船上裝煤。本題計(jì)算中取sin18?=0.31，cos18?=0.95，水的密度ρ=1.0×10³kg/m³，g=10m/s²。

⑴皮帶式傳送機(jī)示意圖如圖2所示，傳送帶與水平方向的角度θ=18?，傳送帶的傳送距離為L=51.8m，它始終以v=1.4m/s的速度運(yùn)行。在傳送帶的最低點(diǎn)，漏斗中的煤自由落到傳送帶上（可認(rèn)為煤的初速度為0），煤與傳動(dòng)帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.40。求從煤落在傳送帶上到運(yùn)至傳送帶最高點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間t；

⑵圖3為潮汐發(fā)電的示意圖。左側(cè)是大海，中間有水壩，水壩下裝有發(fā)電機(jī)，右側(cè)是水庫。當(dāng)漲潮到海平面最高時(shí)開閘，水由通道進(jìn)入海灣水庫，發(fā)電機(jī)在水流的推動(dòng)下發(fā)電，待庫內(nèi)水面升至最高點(diǎn)時(shí)關(guān)閉閘門；當(dāng)落潮到海平面最低時(shí)，開閘放水發(fā)電。設(shè)某潮汐發(fā)電站發(fā)電有效庫容V=3.6×10⁶m³，平均潮差Δh=4.8m，一天漲落潮兩次，發(fā)電四次。水流發(fā)電的效率η₁=10%。求該電站一天內(nèi)利用潮汐發(fā)電的平均功率P；

⑶傳送機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，1秒鐘有m=50kg的煤從漏斗中落到傳送帶上。帶動(dòng)傳動(dòng)帶的電動(dòng)機(jī)將輸入電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率η₂=80%，電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械能的20%用來克服傳動(dòng)帶各部件間的摩擦（不包括傳送帶與煤之間的摩擦）以維持傳送帶的正常運(yùn)行。若用潮汐發(fā)電站發(fā)出的電給傳送機(jī)供電，能同時(shí)使多少臺(tái)這樣的傳送機(jī)正常運(yùn)行？

利用水流和太陽能發(fā)電，可以為人類提供清潔能源。水的密度ρ=1.0×10³kg/m³，太陽光垂直照射到地面上時(shí)的輻射功率P₀ =1.0×10³W/m²，地球表面的重力加速度取g=10m/s²。

（1）三峽水電站發(fā)電機(jī)輸出的電壓為18kV。若采用500kV直流電向某地區(qū)輸電5.0×10⁶kW，要求輸電線上損耗的功率不高于輸送功率的5%，求輸電線總電阻的最大值；

（2）發(fā)射一顆衛(wèi)星到地球同步軌道上（軌道半徑約為地球半徑的6.6≈倍）利用太陽能發(fā)電，然后通過微波持續(xù)不斷地將電力輸送到地面，這樣就建成了宇宙太陽能發(fā)電站。求衛(wèi)星在地球同步軌道上向心加速度的大��；

（3）三峽水電站水庫面積約1.0×10⁹m²，平均流量Q=1.5×10⁴m³/s，水庫水面與發(fā)電機(jī)所在位置的平均高度差為h=100m，發(fā)電站將水的勢能轉(zhuǎn)化為電能的總效率η=60%。在地球同步軌道上，太陽光垂直照射時(shí)的輻射功率為10P₀。太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為20％，將電能輸送到地面的過程要損失50%。若要使（2）中的宇宙太陽能發(fā)電站相當(dāng)于三峽電站的發(fā)電能力，衛(wèi)星上太陽能電池板的面積至少為多大？

一個(gè)圓柱形的豎直的井里存有一定量的水，井的側(cè)面和底部是密閉的，在井中固定地插著一根兩端開口的薄壁圓管，管和井共軸，管下端未觸及井底. 在圓管內(nèi)有一不漏氣的活塞，它可沿圓管上下滑動(dòng).開始時(shí)，管內(nèi)外水面相齊，且活塞恰好接觸水面，如圖所示. 現(xiàn)用卷揚(yáng)機(jī)通過繩子對活塞施加一個(gè)向上的力F，使活塞緩慢向上移動(dòng)，已知管筒半徑r＝0.100m，井的半徑R＝2r，水的密度r＝1.00×10³kg/m/³，大氣壓r₀＝1.00×10⁵Pa. 求活塞質(zhì)量，不計(jì)摩擦，重力加速度g＝10m/s².）

在光滑的水平軌道上有兩個(gè)半徑都是r的小球A和B,質(zhì)量分別為m和2m,當(dāng)兩球心間的距離大于l(l比2r大得多)時(shí),兩球之間無相互作用力:當(dāng)兩球心間的距離等于或小于l時(shí),兩球間存在相互作用的恒定斥力F.設(shè)A球從遠(yuǎn)離B球處以速度v₀沿兩球連心線向原來靜止的B球運(yùn)動(dòng),如圖所示.欲使兩球不發(fā)生接觸,v₀必須滿足什么條件?

如圖所示，光滑水平桌面上有長L=2m的木板C，質(zhì)量m_c=5kg，在其正中央并排放著兩個(gè)小滑塊A和B，m_A=1kg，m_B=4kg，開始時(shí)三物都靜止．在A、B間有少量塑膠炸藥，爆炸后A以速度6m／s水平向左運(yùn)動(dòng)，A、B中任一塊與擋板碰撞后，都粘在一起，不計(jì)摩擦和碰撞時(shí)間，求：

    (1)當(dāng)兩滑塊A、B都與擋板碰撞后，C的速度是多大?

    (2)到A、B都與擋板碰撞為止，C的位移為多少?

如圖所示，一個(gè)帶有圓弧的粗糙滑板A，總質(zhì)量為m_A=3kg，其圓弧部分與水平部分相切于P，水平部分PQ長為L=3.75m．開始時(shí)A靜止在光滑水平面上，有一質(zhì)量為m_B=2kg的小木塊B從滑板A的右端以水平初速度v₀=5m/s滑上A，小木塊B與滑板A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.15，小木塊B滑到滑板A的左端并沿著圓弧部分上滑一段弧長后返回最終停止在滑板A上。

（1）求A、B相對靜止時(shí)的速度大�。�

（2）若B最終停在A的水平部分上的R點(diǎn)，P、R相距1m，求B在圓弧上運(yùn)動(dòng)過程中因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能；

（3）若圓弧部分光滑，且除v₀不確定外其他條件不變，討論小木塊B在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，是否有可能在某段時(shí)間里相對地面向右運(yùn)動(dòng)？如不可能，說明理由；如可能，試求出B既能向右滑動(dòng)、又不滑離木板A的v₀取值范圍。(取g＝10m/s²，結(jié)果可以保留根號(hào))

我國發(fā)射的“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星沿近似于圓形軌道繞月飛行。為了獲得月球表面全貌的信息，讓衛(wèi)星軌道平面緩慢變化。衛(wèi)星將獲得的信息持續(xù)用微波信號(hào)發(fā)回地球。設(shè)地球和月球的質(zhì)量分別為M和m，地球和月球的半徑分別為R和R₁，月球繞地球的軌道半徑和衛(wèi)星繞月球的軌道半徑分別為r和r₁，月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T。假定在衛(wèi)星繞月運(yùn)行的一個(gè)周期內(nèi)衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面，求在該周期內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射的微波信號(hào)因月球遮擋而不能到達(dá)地球的時(shí)間（用M、m、R、R₁、r、r₁和T表示，忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)對遮擋時(shí)間的影響）。如圖，O和O^/分別表示地球和月球的中心。在衛(wèi)星軌道平面上，A是地月連心線OO^/與地月球面的公切線ACD的交點(diǎn)，D、C和B分別是該公切線與地球表面、月球表面和衛(wèi)星圓軌道的交點(diǎn)。根據(jù)對稱性，過A點(diǎn)在另一側(cè)作地月球面的公切線，交衛(wèi)星軌道于E點(diǎn)。衛(wèi)星在BE弧上運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)出的信號(hào)被遮擋。

地球和某行星在同一軌道平面內(nèi)同向繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。地球的軌道半徑為R=1.50×10¹¹m，運(yùn)轉(zhuǎn)周期為T=3.16×10⁷s。地球和太陽中心的連線與地球和行星的連線所夾的角叫地球?qū)υ撔行堑挠^察視角（簡稱視角）。當(dāng)行星處于最大視角處時(shí)，是地球上的天文愛好者觀察該行星的最佳時(shí)期，如圖甲或圖乙所示，該行星的最大視角θ=14.5°。求：

（1）該行星的軌道半徑r和運(yùn)轉(zhuǎn)周期T₁（sin14.5°=0.25，最終計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（2）若已知地球和行星均為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，以圖甲和圖乙為初始位置，分別經(jīng)過多少時(shí)間能再次出現(xiàn)觀測行星的最佳時(shí)期。（最終結(jié)果用T、T₁、θ 來表示）

一水平放置的圓盤繞豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上沿半徑開有一條寬度為2 mm的均勻狹縫。將激光器與傳感器上下對準(zhǔn)，使二者間連線與轉(zhuǎn)軸平行，分別置于；圓盤的上下兩側(cè)，且可以同步地沿圓盤半徑方向勻速移動(dòng)，激光器接收到一個(gè)激光信號(hào)，并將其輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)處理后畫出相應(yīng)圖線。圖（a）為該裝置示意圖，圖（b）為所接收的光信號(hào)隨時(shí)間變化的圖線，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示接收到的激光信號(hào)強(qiáng)度，圖中Dt₁＝1.0´10^－3 s，Dt₂＝0.8´10^－3 s。

（1）利用圖（b）中的數(shù)據(jù)求1 s時(shí)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；

（2）說明激光器和傳感器沿半徑移動(dòng)的方向；

（3）求圖（b）中第三個(gè)激光信號(hào)的寬度Dt₃。

如圖15所示。一水平傳送裝置有輪半徑均為R＝1/米的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪及轉(zhuǎn)送帶等構(gòu)成。兩輪軸心相距8．0m，輪與傳送帶不打滑�，F(xiàn)用此裝置運(yùn)送一袋面粉，已知這袋面粉與傳送帶之間的動(dòng)摩擦力因素為＝0．4，這袋面粉中的面粉可不斷的從袋中滲出。

（1）當(dāng)傳送帶以4．0m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，將這袋面粉由左端正上方的A點(diǎn)輕放在傳送帶上后，這袋面粉由A端運(yùn)送到正上方的B端所用的時(shí)間為多少？

（2）要想盡快將這袋面粉由A端送到B端（設(shè)初速度仍為零），主動(dòng)能的轉(zhuǎn)速至少應(yīng)為多大？

（3）由于面粉的滲漏，在運(yùn)送這袋面粉的過程中會(huì)在深色傳送帶上留下白色的面粉的痕跡，這袋面粉在傳送帶上留下的痕跡最長能有多長（設(shè)袋的初速度仍為零）？此時(shí)主動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足何種條件？