中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球,实地采样送回地球,为载人登月及月球基地选址做准备。设想你跟随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行,在飞船绕行靠近月球表面的圆形轨道时,你用秒表记下飞船绕行一周所用的时间为T,登陆月球后你用弹簧秤测出质量为
的物体的重力为
,已知引力常量为
,只利用上述这些物理量,试推导出月球半径和质量的表达式。
如图所示,两个四分之一圆弧形的光滑轨道AB、CD和粗糙水平轨道BC之间光滑连接。AB弧的半径为R,CD弧的半径为0.7R。BC间距离为3R。质量为m的滑块P(可视为质点)从AB弧的上端从静止释放,第一次通过C点后恰好能到达CD弧的最高点D。重力加速度为g。求:滑块与水平轨道BC间的动摩擦因数
;
从释放到停止运动滑块在水平轨道BC上滑动的总路程s;
滑块P第一次到达两圆弧最下端的B点和C点时对圆弧轨道的压力大小之比NB:NC。
如图所示,固定在竖直平面内的钢丝ABC,其水平部分AB长L=4R,BC部分是半径为R的半圆,直径BC在竖直方向。质量为m,中央有孔的小球套在钢丝上,静止在A端,小球可视为质点。用斜向右上方的力F拉小球,小球向右运动了一段距离后(还未到达B点)突然撤去F。以后,小球从C点飞出,落在AB之间的D点处,D点到B点的距离为R。不计任何摩擦,整个过程中钢丝的形状未发生改变。重力加速度为g。求:小球到达C点时的速度大小
;
小球到达B点时的速度大小
;
拉力F对小球做的功W。
如图所示,一只木箱质量为m=20kg,静止在水平面上,木箱与水平面间的动摩擦因数为=0.25。现用与水平方向成
斜向右下方的力F=200N推木箱,作用t=2.5s后撤去此推力,最终木箱停在水平面上。已知
,
,取g=10m/s2。求:
在推力F作用下,木箱的加速度大小
;
全过程中木箱的最大速度
;
撤去推力F后木箱继续滑行的时间t。
某种加速器的理想模型如图1所示:两块相距很近的平行小极板中间各开有一小孔、
,两极板间电压
的变化图象如图2所示,电压的最大值为
、周期为
,在两极板外有垂直纸面向里的匀强磁场。若将一质量为
、电荷量为
的带正电的粒子从板内
孔处静止释放,经电场加速后进入磁场,在磁场中运动时间
后恰能再次从
孔进入电场加速。现该粒子的质量增加了
。(粒子在两极板间的运动时间不计,两极板外无电场,不考虑粒子所受的重力)
若在
时刻将该粒子从板内
孔处静止释放,求其第二次加速后从
孔射出时的动能;
现要利用一根长为
的磁屏蔽管(磁屏蔽管置于磁场中时管内无磁场,忽略其对管外磁场的影响)使图1中实线轨迹(圆心为
)上运动的粒子从
孔正下方相距
处的
孔水平射出,请在答题卡图上的相应位置处画出磁屏蔽管;
若将电压
的频率提高为原来的2倍,该粒子应何时由板内
孔处从静止开始加速,才能经多次加速后获得最大动能?最大动能是多少?
如图所示,水平地面上静止放置着物块和
,相距
。物块
以速度
沿水平方向与
正碰。碰撞后
和
牢固地粘在一起向右运动,并再与
发生正碰,碰后瞬间
的速度
。已知
和
的质量均为
,
的质量为
质量的
倍,物块与地面的动摩擦因数
。(设碰撞时间很短,
取10m/s2)
计算与
碰撞前瞬间
的速度;
根据
与
的碰撞过程分析
的取值范围,并讨论与
碰撞后
的可能运动方向。