已知国际空间离地高度为H,绕地球运动的周期为T1,万有引力常量为G,地球半径为R,地球同步卫星距地面的高度为h,地球的自转周期为T2,地球表面重力加速度为g。
某同学根据以上条件,提出一种估算地球质量M的方法:
地球同步卫星绕地心做圆周运动,由牛顿第二定律得
解得:
(1)这个同学的解题过程存在错误,请指出错误之处,并给出正确解法。
(2)请根据题给条件再提出一种估算地球质量的方法,并解得结果。
在一高为h的绝缘光滑水平桌面上,有一个带电量为+q、质量为m的带电小球静止,小球到桌子右边缘的距离为s,突然在空间中施加一个水平向右的匀强电场E,且qE=" 2" mg,如图所示,求:
(1)小球经多长时间落地?
(2)小球落地时的速度。
如图所示,间距为
的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为
,导轨光滑且电阻忽略不计.场强为
的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直,磁场区域的宽度为
,间距为
.两根质量均为
、有效电阻均为
的导体棒
和
放在导轨上,并与导轨垂直. (设重力加速度为
)
(1)若
进入第2个磁场区域时,
以与
同样的速度进入第1个磁场区域,求
穿过第1个磁场区域过程中增加的动能
.
(2)若
进入第2个磁场区域时,
恰好离开第1个磁场区域;此后
离开第2个磁场区域时,
又恰好进入第2个磁场区域.且
.
在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相.求
穿过第2个磁场区域过程中,两导体棒产生的总焦耳热
.
(3)对于第(2)问所述的运动情况,求
穿出第
个磁场区域时的速率
(15分)抛体运动在各类体育运动项目中很常见,如乒乓球运动.现讨论乒乓球发球问题,设球台长2L、网高h,乒乓球反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力.(设重力加速度为g)(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度
,水平发出,落在球台的P1点(如图实线所示),求P1点距O点的距离x1。.
(2)若球在O点正上方以速度
水平发出,恰好在最高点时越过球网落在球台的P2(如图虚线所示),求
的大小.
(3)若球在O正上方水平发出后,球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘P3,求发球点距O点的高度h3.
如图所示,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?