示波器的核心部分为示波管,如图21甲所示, 真空室中电极K发出电子(初速不计),经过电压为U1的加速电场后,由小孔S沿水平金属板A、B间的中心线射入板中。板长L ,相距为d ,在两板间加上如图21乙所示的正弦交变电压,前半个周期内B板的电势高于A板的电势,电场全部集中在两板之间,且分布均匀。在每个电子通过极板的极短时间内,电场可看作恒定的。在两极板右侧且与极板右端相距D处有一个与两板中心线垂直的荧光屏,中心线正好与屏上坐标原点相交。当第一个电子到达坐标原点O时,使屏以速度v沿-x方向运动,每经过一定的时间后,在一个极短时间内它又跳回到初始位置,然后重新做同样的匀速运动。 (已知电子的质量为m ,带电量为e , 不计电子重力)。求:
(1) 电子进入A、B板时的初速度;要使所有的电子都能打在荧光屏上,图21乙中电压的最大值U0需满足什么条件?
(2) 要使荧光屏上始终显示一个完整的波形,荧光屏必须每隔多长时间回到初始位置? 计算这个波形的峰值和长度. 在如图12丙所示的x - y坐标系中画出这个波形。
宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一小球,经过时间t,小球落在星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L,若抛出时的初速度增大到2倍,则抛出点与落地点间的距离为L,已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R,引力常量为G,求该星球的质量M和密度
。
2003年10月15日,我国成功发射了“神舟”五号载人宇宙飞船。火箭全长58.3m,起飞质量为480t,刚起飞时,火箭竖直升空,航天员杨利伟有较强的超重感,仪器显示他对座舱的最大压力达到他体重的5倍。飞船进入轨道后,21h内环绕地球飞行了14圈,将飞船运行的轨道简化为圆形。求
(1)点火发射时,火箭的最大推力。(g取10)
(2)该飞船运行轨道与地球同步卫星的轨道半径之比。
两个靠得很近的恒星称为双星,这两颗星必定以一定角速度绕二者连线上的某一点转动才不至于由于万有引力的作用而吸引在一起,已知两颗星的质量分别为,相距为L,试求;
(1)两颗星转动中心的位置;
(2)这两颗星转动的周期。
如图所示,沿水平方向放置一条平直光滑槽,它垂直穿过开有小孔的两平行薄板,板相距3.5L。槽内有两个质量均为m的小球A和B,球A带电量为 +2q,球B带电量为-3q,两球由长为2L的轻杆相连,组成一带电系统。最初A和B分别静止于左板的两侧,离板的距离均为L。若视小球为质点,不计轻杆的质量,在两板间加上与槽平行向右的匀强电场E后(设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成,不影响电场
的分布),求:球B刚进入电场时,带电系统的速度大小;
带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间。
已知万有引力常量G,地球半径R,月球和地球之间的距离r,同步卫星距地面的高度h,月球绕地球的运转周期,地球的自转周期
,地球表面的重力加速度g。某同学根据以上条件,提出一种估算地球质量M的方法:
同步卫星绕地心做圆周运动,由得
。
(1)请判断上面的结果是否正确,并说明理由。如果不正确,请给出正确的解法和结果。
(2)请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果。