已知万有引力常量为G,地球半径为R,同步卫星距地面的高度为h,地球的自转周期为T。某同学根据以上条件,提出一种计算地球赤道表面的物体随地球自转的线速度大小的方法:地球赤道表面的物体随地球作匀速圆周运动,由牛顿运动定律有。又根据地球上的物体的重力与万有引力的关系,可以求得地球赤道表面的物体随地球自转的线速度的大小v。
(1)请判断上面的方法是否正确。如果正确,求出v的结果;如不正确,给出正确的解法和结果。
(2)由题目给出的条件再估算地球的质量。
质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图像如图所示。求:(重力加速度g=10m/s2)
(1)物体与水平面间的动摩擦因数m;
(2)水平推力F的大小;
据报载,我国自行设计生产运行速度可达v=150m/s的磁悬浮飞机。假设“飞机”的总质量m=5t,沿水平直轨道以a=1m/s2的加速度从静止做匀加速起动至最大速度,忽略一切阻力的影响,(重力加速度g=10m/s2)求:
(1)“飞机”所需的动力F
(2)“飞机”起动至最大速度所需的时间t
如图所示,两根金属杆AB和CD的长度均为L,电阻均为R,质量分别为3m和m(质量均匀分布),用两根等长的、质量和电阻均不计的、不可伸长的柔软导线将它们连成闭合回路,悬跨在绝缘的、光滑的水平圆棒两侧,AB和CD处于水平。在金属杆AB的下方MN以下区域有水平匀强磁场,磁感强度的大小为B,方向与回路平面垂直,此时CD处于磁场中。现从静止开始释放金属杆AB,经过一段时间(AB、CD始终水平),在AB即将进入磁场的上边界时,其加速度为零,此时金属杆CD还处于磁场中,在此过程中金属杆AB上产生的焦耳热为Q,重力加速度为g,试求:
(1)金属杆AB即将进入磁场上边界时的速度v1。
(2)在此过程中金属杆CD移动的距离h和通过导线截面的电量q。
(3)金属杆AB在磁场中运动时可能达到的最小速度v2。
如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,水平轨道AB和斜面BC均光滑且绝缘,AB和BC的长度均为L,斜面BC与水平地面间的夹角θ=60°,有一质量为m、电量为+q的带电小球(可看成质点)被放在A点。已知在第一象限分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上,场强大小,磁场垂直纸面向外,磁感应强度大小为B;在第二象限分布着沿x轴正向的匀强电场,场强大小未知。现将放在A点的带电小球由静止释放,恰能到达C点,问
(1)分析说明小球在第一象限做什么运动;
(2)小球运动到B点的速度;
(3)第二象限内匀强电场的场强;
如图,正方形单匝均匀线框abcd,边长L=0.4m,每边电阻相等,总电阻R=0.5Ω。一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮,一端连接正方形线框,另一端连接绝缘物体P,物体P放在一个光滑的足够长的固定斜面上,斜面倾角θ=30°,斜面上方的细线与斜面平行。在正方形线框正下方有一有界的匀强磁场,上边界I和下边界II都水平, 两边界之间距离也是L=0.4m。磁场方向水平,垂直纸面向里,磁感应强度大小B=5T。现让正方形线框的cd边距上边界I的正上方高度h=0.9m的位置由静止释放,且线框在运动过程中始终与磁场垂直,cd边始终保持水平,物体P始终在斜面上运动,线框刚好能以v=3m/S的速度进入匀强磁场并匀速通过匀强磁场区域。释放前细线绷紧,重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。
求:(1)线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中,c、d间的电压是多大?
(2)线框的质量m1和物体P的质量m2分别是多大?
(3)在cd边刚进入磁场时,给线框施加一个竖直向下的拉力F使线框以进入磁场前的加速度匀加速通过磁场区域,在此过程中,力F做功W=0.23J,求正方形线框cd边产生的焦耳热是多少?