已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,不考虑地球自转的影响。
⑴推导第一宇宙速度的表达式;
⑵若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为h,求卫星的运行周期T。
质量为
的小球在竖直向上的恒定拉力作用下,由静止开始从水平地面向上运动,经一段时间,拉力做功为
,此后撤去拉力,球又经相同时间回到地面,以地面为零势能面,不计空气阻力。求:
(1)球回到地面时的动能
;
(2)撤去拉力前球的加速度大小
及拉力的大小
;
(3)球动能为
/5时的重力势能
。
如图,气缸左右两侧气体由绝热活塞隔开,活塞与气缸光滑接触。初始时两侧气体均处于平衡态,体积之比 ,温度之比 。先保持右侧气体温度不变,升高左侧气体温度,使两侧气体体积相同;然后使活塞导热,两侧气体最后达到平衡,求:
(1)两侧气体体积相同时,左侧气体的温度与初始温度之比;
(2)最后两侧气体的体积之比。
如图,三个质量相同的滑块
、
、
,间隔相等地静置于同一水平轨道上。现给滑块
向右的初速度
,一段时间后
与
发生碰撞,碰后
分别以
、
的速度向右运动,
再与
发生碰撞,碰后
、
粘在一起向右运动。滑块
、
与轨道间的动摩擦因数为同一恒定值。两次碰撞时间极短。求
、
碰后瞬间共同速度的大小。
扣在水平桌面上的热杯盖有时会发生被顶起的现象;如图,截面积为
的热杯盖扣在水平桌面上,开始时内部封闭气体的温度为
,压强为大气压强
。当封闭气体温度上升至
时,杯盖恰好被整体顶起,放出少许气体后又落回桌面,其内部压强立即减为
,温度仍为
。再经过一段时间,内部气体温度恢复到
。整个过程中封闭气体均可视为理想气体。求:
(ⅰ)当温度上升到 且尚未放气时,封闭气体的压强;
(ⅱ)当温度恢复到 时,竖直向上提起杯盖所需的最小力。
如图所示,直径分别为
和
的同心圆处于同一竖直面内,
为圆心,
为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域(Ⅰ区)和小圆内部(Ⅱ区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场,上极板开有一小孔。一质量为
,电量为
的粒子由小孔下方
处静止释放,加速后粒子以竖直向上的速度
射出电场,由点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。
(1)求极板间电场强度的大小;
(2)若粒子运动轨迹与小圆相切,求区磁感应强度的大小;
(3)若Ⅰ区,Ⅱ区磁感应强度的大小分别为 , ,粒子运动一段时间后再次经过 点,求这段时间粒子运动的路程。