1986年2月20日发射升空的“和平号”空间站,在服役15年后于2001年3月23日坠落在南太平洋.“和平号”风风雨雨15年铸就了辉煌业绩,已成为航天史上的永恒篇章.“和平号”空间站总质量137 t,工作容积超过400 m3,是迄今为止人类探索太空规模最大的航天器,有“人造天宫”之称.在太空运行的这一“庞然大物”按照地面指令准确坠落在预定海域,这在人类历史上还是第一次.“和平号”空间站正常运行时,距离地面的平均高度大约为350 km.为保证空间站最终安全坠毁,俄罗斯航天局地面控制中心对空间站的运行做了精心安排和控制.在坠毁前空间站已经顺利进入指定的低空轨道,此时“和平号”距离地面的高度大约为240 km.设“和平号”沿指定的低空轨道运行时,其轨道高度平均每昼夜降低2.7 km.设“和平号”空间站正常运转时沿高度为350 km圆形轨道运行,在坠落前沿高度为240km的指定圆形低空轨道运行,而且沿指定的低空轨道运行时,每运行一周空间站高度变化很小,因此计算时对空间站的每一周的运动都可以作为匀速圆周运动处理.
(1)简要说明,为什么空间站在沿圆轨道正常运行过程中,其运动速率是不变的.
(2)空间站沿正常轨道运行时的加速度与沿指定的低空轨道运行时加速度大小的比值多大?计算结果保留2位有效数字.
(3)空间站沿指定的低空轨道运行时,每运行一周过程中空间站高度平均变化多大?计算中取地球半径R=6.4×103 km,计算结果保留1位有效数字.
如图所示,在匀强电场中取一点O作为圆心,以R="10" cm为半径在竖直面内作一个圆,圆面与匀强电场的电场线平行(电场线未画出)。在O点固定一个电量为C的带负电的点电荷Q。现将一个质量m="3" g,电荷量q=
C的带正电小球,放置在圆周上与圆心在同一水平线上的a点时,恰好能静止。若用另一个外力将小球从a点缓慢地移到圆周的最高点b,求这个外力所做的功。(
,静电力恒量
)
如图所示,在绝缘光滑水平面上,可视为质点的A、B两个带正电的小球相距为r,带电量分别为4q和q。B的质量为m,在库仑力作用下,两球从静止开始运动:起初,A的加速度大小为a、B的加速度大小为4a;经过一段时间后,B的加速度大小为a,速度达到v。试计算这时:
(1)两球间距是多少?
(2)A球的速度是多少?
(3)两电荷的电势能发生了什么变化,变化了多少?
在图10-11中,电源的电动势E=18V,内阻r=1.0Ω,电阻R2=5.0Ω,R3=6.0Ω.平行金属板水平放置,两板间距d=2cm,当可变电阻R1的滑动头移到R1的中点时,电源的路端电压是16V,一个带电量q=-8.0×10-9C的油滴正好平衡于两板之间.(g=10m/s2)求:
(1)R1的总电阻;
(2)油滴的质量
(3)移动R1的滑动头P,油滴可获得向下的最大加速度.
如图10-10所示,直流电动机和电炉并联后接在直流电源上,已知电源内阻r=1Ω,电炉电阻R1=19Ω,电动机线圈电阻R2=2Ω,K断开时,电炉功率为475W,K闭合时,电炉功率为402.04W.求
(1)电源电动势
(2)开关K闭合时,电动机的机械功率多大?
实验表明,通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I跟电压U之间遵循I ="kU" 3的规律,其中U表示棒两端的电势差,k=0.02A/V3.现将该棒与一个可变电阻器R串联在一起后,接在一个内阻可以忽略不计,电动势为6.0V的电源上.求:(1)当串联的可变电阻器阻值R多大时,电路中的电流为0.16A?(2)当串联的可变电阻器阻值R多大时,棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的1/5?