科学家发现太空中的γ射线一般都是从很远的星体放射出来的。当γ射线爆发时,在数秒时间内产生的能量相当于太阳在过去100亿年内所能释放的能量的总和。科学家利用超级计算机对γ射线的状态进行了模拟,发现γ射线爆发是起源于一个垂死的星球的“塌缩”过程,只有星球“塌缩”时,才可以释放这么巨大的能量。已知太阳光照射到地球上大约需要8分20秒的时间,由此估算在宇宙中,一次γ射线爆发所释放的能量。(万有引力常量为6.67×10-11 N·m2/kg2,1年按365天算)
如图,一质量m=1×10-6kg,带电量q= -2×10-8C的微粒以初速度v0竖直向上从A点射入一水平向右的匀强电场,当微粒运动到比A高2cm的B点时速度大小也是v0,但方向水平,且AB两点的连线与水平方向的夹角为45º,g取10m/s2,求:
(1)AB两点间的电势差UAB;
(2)匀强电场的场强E的大小。
如图所示,轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上,A距离水平地面高H=0.75 m,C距离水平地面高h=0.45 m.一质量m=0.10 kg的小物块自A点从静止开始下滑,从C点以水平速度飞出后落在水平地面上的D点.现测得C、D两点的水平距离为l=0.60 m.不计空气阻力,取g=10 m/s2.求:
(1)小物块从C点飞出时速度的大小;
(2)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功.
如图所示,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO’匀速转动,在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道,与转轴交于O’点。一质量m=1kg的小车(可视为质点)可沿轨道运动,现对其施加一水平拉力F=4N,使其从O’左侧2m处由静止开始沿轨道向右运动。当小车运动到O’点时,从小车上自由释放一小球,此时圆盘的半径OA正好与轨道平行,且A点在O的右侧。小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2。
(1)若小球刚好落到A点,求小车运动到O’点的速度大小;
(2)为使小球刚好落在A点,圆盘转动的角速度应为多大?
(3)为使小球能落到圆盘上,小车在水平拉力F作用时运动的距离范围应为多大?
摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米。电梯的简化模型如图1所示。考虑安全、舒适、省时等因素,电梯的加速度a随时间t变化的。已知电梯在t=0时由静止开始上升,a-t图如图2所示。电梯总质量m=2.0´103kg。忽略一切阻力,重力加速度g取10m/s2。
(1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2;
(2)类比是一种常用的研究方法。对于直线运动,教科书中讲解由v-t图像求位移的方法。请你借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图2所示a-t图像,求电梯在第1s内速度改变量Dv1和第2s的速率v2;
(3)求电梯以最大速率上升时,拉力做功的功率P;再求在0-11s时间内,拉力和重力对电梯所做的总功W。
如图为一滑梯的示意图,滑梯AB段的长度 L= 5.0m,倾角θ=37°。 BC段为与滑梯平滑连接的水平地面。一个小孩从滑梯顶端由静止开始滑下,离开B点后在地面上滑行了s = 2.25m后停下。小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ = 0.3。不计空气阻力。(取g = 10m/s2, sin37°= 0.6)求:
(1)小孩沿滑梯下滑时的加速度a的大小;
(2)小孩滑到滑梯底端B时的速度v的大小;
(3)小孩与地面间的动摩擦因数μ′。