神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系麦哲伦云时,发现了LMCX-3双星系统,它由可见星A和不可见的暗星B构成,两星视为质点,不考虑其它天体的影响,A、B围绕两者的连线上的O点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,如图所示,引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。
(1)可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m'的星体(视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1、m2。试求m'(用m1、m2表示)
(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式。
已知火星半径R火=R地,火星质量M火=
M地,问:
(1)火星表面处的重力加速度与地球表面处的重力加速度之比为多少?
(2)若想在火星上发射一颗接近火星表面运行的人造卫星,则发射速度与在地球上发射一颗近地卫星的发射速度之比为多少?
质量m=5×103kg的汽车分别驶过半径R=100m的凸形桥和凹形桥,g=10m/s2,
(1)若汽车的速率为v=10m/s,求在凹形桥的最低点,汽车对桥面的压力;
(2)若汽车通过凸形桥顶端时对桥面的压力为零,求此时汽车的速率是多少?
如图,顶角为90°的光滑金属导轨MON固定在水平面上,导轨MO、NO的长度相等,M、N两点间的距离l=2m,整个装置处于磁感应强度大小B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场中。一根粗细均匀、单位长度电阻值r=0.5Ω/m的导体棒在垂直于棒的水平拉力作用下,从MN处以速度v=2m/s沿导轨向右匀速滑动,导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好,不计导轨电阻,求:
⑴导体棒刚开始运动时的电流;
⑵导体棒刚开始运动时所受水平拉力F的大小;
⑶开始运动后0.2s内通过导体棒的电荷量q。
一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如图甲所示.发电机内阻r=5.0 Ω,外电路电阻R=95 Ω.已知感应电动势的最大值Emax=nωΦmax,其中Φmax为穿过每匝线圈磁通量的最大值.求:
⑴线圈的角速度ω;
⑵感应电动势的最大值Emax;
⑶串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数.
如图所示,某水电站发电机的输出功率为100kW,发电机的电压为250V,通过升压变压器升高电压后向远处输电,输电线总电阻为8Ω,在用户端用降压变压器把电压降为220V。若输电线上损失的功率为5kW,不计变压器的损耗。求:
⑴输电导线上输送的电流;
⑵升压变压器的输出电压U2;
⑶降压变压器的匝数比;
⑷若改用10kV电压输电,则输
电线上损失的功率是多大?