宇宙飞船在受到星球的引力作用时,宇宙飞船的引力势能大小的表达式为,式中R为此星球球心到飞船的距离,M为星球的质量,m为宇宙飞船的质量,G为万有引力恒量。现有一质量m=104kg的宇宙飞船从地球表面飞到月球,则:
(1)写出宇宙飞船在地球表面时的引力势能表达式(不要计算出数值,地球质量为、月球质量为
)。
(2)宇宙飞船在整个飞行过程中至少需做多少功?
已知月球表面重力加速度为地球表面重力加速度的,地球半径
=6.4×106m,月球半径
=1.7×106m,月球到地球距离
=3.8×108m(提示:
,
)。
如图所示,质量为M的铁箱内装有质量为m的货物.以某一初速度向上竖直抛出,上升的最大高度为H,下落过程的加速度大小为a,重力加速度为g,铁箱运动过程受到的空气阻力大小不变.求:
(1)铁箱下落过程经历的时间;
(2)铁箱运动过程受到的空气阻力大小;
(3)上升过程货物受到铁箱的作用力.
如图所示,一倾角为θ的斜面上放一质量为M的木块,木块上固定一轻质支架,支架末端用丝线悬挂一质量为m的小球,木块沿斜面下滑时,小球与木块相对静止共同运动,求:
(1)当细线与斜面方向垂直(如图1)时小球的加速度大小及木块受到斜面的摩擦力大小;
(2)当用某外力拉动木块时,细线沿水平方向(如图2),求小球的加速度及细线对小球的拉力大小.
一同学家住在23层高楼的顶楼.他想研究一下电梯上升的运动过程.某天他乘电梯上楼时携带了一个质量为5kg的重物和一个量程足够大的台秤,他将重物放在台秤上.电梯从第1层开始启动,一直运动到第23层停止.在这个过程中,他记录了台秤在不同时段内的读数如下表所示.g取10m/s2,根据表格中的数据,求:
时间/s |
台秤示数/N |
电梯启动前 |
50.0 |
0~3.0 |
58.0 |
3.0~13.0 |
50.0 |
13.0~19.0 |
46.0 |
19.0以后 |
50.0 |
(1)电梯在最初加速阶段和最后减速阶段的加速度大小;
(2)电梯在中间阶段匀速上升的速度大小;
(3)该楼房平均每层楼的高度.
如图所示,带有小孔的A、B两小球穿在水平放置的细杆上,相距为L,两小球各用一根长也是L的细绳连接小球C,三个小球的质量都是m.求:
(1)细线对B小球的拉力大小
(2)杆对小球A的支持力的大小.
(3)杆对小球A的摩擦力的大小.
分使一定质量的理想气体按图 甲中箭头所示的顺序变化,图中BC段是以纵轴和横轴为渐近线的双曲线一部分.
(1)已知气体在状态A的温度TA=300 K,求气体在状态B、C和D的温度各是多少?
(2)将上述状态变化过程在图乙中画成体积V和温度T表示的图线(图中要标明A、B、C、D四点,并且要画箭头表示变化的方向).说明每段图线各表示什么过程.