已知土星公转轨道半径约为地球公转轨道半径的9倍,土星的质量约为地球质量的750倍,那么,太阳对土星的吸引力约为太阳对地球吸引力的多少倍?
如图所示,带等量异种电荷的两平行金属板竖直放置(M板带正电,N板带负电),板间距为d=80cm,板长为L,板间电压为U=100V。两极板上边缘连线的中点处有一用水平轻质绝缘细线拴接的完全相同的小球A和B组成的装置Q,在外力作用下Q处于静止状态,该装置中两球之间有一处于压缩状态的绝缘轻质小弹簧(球与弹簧不拴接),左边A球带正电,电荷量为q=4×10-5C,右边B球不带电,两球质量均为m=1.0×10-3kg,某时刻装置Q中细线突然断裂,A、B两球立即同时获得大小相等、方向相反的速度(弹簧恢复原长)。若A、B之间弹簧被压缩时所具有的弹性能为1.0×10-3J,小球A、B均可视为质点,Q装置中弹簧的长度不计,小球带电不影响板间匀强电场,不计空气阻力,取g=10m/s2。求:
(1)为使小球不与金属板相碰,金属板长度L应满足什么条件?
(2)当小球B飞离电场恰好不与金属板相碰时,小球A飞离电场时的动能是多大?
(3)从两小球弹开进入电场开始,到两小球间水平距离为30cm时,小球A的电势能增加了多少?
如图所示,在空间中取直角坐标系Oxy,在第一象限内平行于y轴的虚线MN与y轴距离为d,从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场,场强大小为E。初速度可以忽略的电子经过另一个电势差为U的电场加速后,从y轴上的A点以平行于x轴的方向射入第一象限区域,A点坐标为(0,h)。已知电子的电量为e,质量为m,加速电场的电势差U>,电子的重力忽略不计,求:
(1)电子从A点进入电场到离开该电场区域所经历的时间t和离开电场区域时的速度v;
(2)电子经过x轴时离坐标原点O的距离l。
如图所示,在E=103V/m的竖直匀强电场中,有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN连接,半圆形轨道平面与电场线平行,P为QN圆弧的中点,其半径R=40cm,一带正电q=10-4C的小滑块质量m=10g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,位于N点右侧1.5m处,取g=10m/s2,求:
(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q,则滑块应以多大的初速度v0?
(2)这样运动的滑块通过P点时对轨道的压力是多大?
如图是一个货物运输装置示意图,BC是平台,AB是长L=12m的传送带,BA两端的高度差h=2.4m。传送带在电动机M的带动下顺时针匀速转动,安全运行的最大速度为vm=6m/s。假设断电后,电动机和传送带都立即停止运动。现把一个质量为20kg的货物,轻轻放上传送带上的A点,然后被传送带运输到平台BC上,货物与传送带之间的动摩擦因数为0.4。由于传送带较为平坦,可把货物对传送带的总压力的大小近似等于货物的重力;由于轮轴的摩擦,电动机输出的机械功率将损失20%,取g=10m/s2。求:
(1)要使该货物能到达BC平台,电动机需工作的最短时间;
(2)要把货物尽快地运送到BC平台,电动机的输出功率至少多大?
(3)如果电动机接在输出电压为120V的恒压电源上,电动机的内阻r=6Ω,在把货物最快地运送到BC平台的过程中,电动机消耗的电能共有多少?
如图所示,固定于同一条竖直线上的A、B是两个带等量异种电荷的点电荷,电荷量分别为+Q和-Q,A、B相距为2d。MN是竖直放置的光滑绝缘细杆,另有一个穿过细杆的带电小球p,其质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷,不影响电场的分布),现将小球p从与点电荷A等高的C处由静止开始释放,小球p向下运动到距C点距离为d的O点时,速度为v,已知MN与AB之间的距离为d,静电力常量为k,重力加速度为g。求:
(1)C、O间的电势差UCO;
(2)小球p在O点时的加速度;
(3)小球p经过与点电荷B等高的D点时的速度。