“和平号”空间站已于2001年3月23日成功地坠落在南太平洋海域,坠落过程可简化为从一个近圆轨道(可近似看做圆轨道)开始,经过与大气摩擦,空间站的大部分经过升温、熔化、最后汽化而销毁,剩下的残片坠入大海.此过程中,空间站原来的机械能中除一部分用于销毁和一部分被残片带走外,还有一部分能量E′通过其他方式散失(不考虑坠落过程中化学反应的能量)。
(1)试导出以下各物理量的符号表示散失能量E′的公式。
(2)算出E′的数值(结果保留两位有效数字)。
坠落开始时空间站的质量M=1.17×105 kg;
轨道离地面的高度h="146" km;地球半径为R=6.4×106 m;
坠落空间范围内重力加速度可看做g="10" m/s2;
入海残片的质量m=1.2×104 kg;
入海残片的温度升高ΔT="3000" K;
入海残片的入海速度为声速v="340" m/s;
空间站材料每1 kg升温1 K平均所需能量C=1.0×103 J;
每销毁1 kg材料平均所需能量μ=1.0×107 J。
如图所示,在x>0的空间中,存在沿轴正方向的匀强电场E;在x<0的空间中,存在沿轴负方向的匀强电场,场强大小也为E。一电子(电荷量大小为e、质量为m.)在x=d处的P点以沿y轴正方向的初速度v0开始运动,不计电子重力。
求:
(1)电子第一次到达y轴时的坐标
(2)电子从P到第二次到达Y轴所经历时间
一个质量为m、电量为+q的小球,用丝线悬挂在水平方向的匀强电场中,场强为E,平衡时悬线与竖直方向间夹角α="30" °(如图所示),若将匀强电场E的方向逆时针转过角度β=45°,小球重新平衡时悬线与竖直方向间夹角正切为多大?(可以保留根号)
如图所示,R1=5Ω,R2=9Ω。当开关S断开时,电流表的示数为I=0.2A当开关S闭合时,电流表的示数为=0.3A。(电流表内阻不计)求:
(1)电源的电动势和内阻.
(2)S断开和闭合两种情况下,电源的输出功率.
一根长为2m,横截面积为1.6×10-5m2的铜棒,两端电势差为5.0×10-2V,铜棒的电阻为2.19×10-3Ω,铜内自由电子密度为8.5×1029m-3。求:
(1)通过铜棒的电流
(2)铜棒内的电场强度
(3)自由电子定向移动的速率。
如图所示,在场强为E的匀强电场中,一绝缘轻质细杆l可绕点O点在竖直平面内自由转动,另一端有一个带正电的小球,电荷量为q,质量为m ,将细杆从水平位置A自由释放运动至最低点B处的过程中:
(1)请说明电势能如何变化?变化了多少?
(2)求出小球在最低点时的动能?
(3)求在最低点时绝缘杆对小球的作用力?