如图所示,在倾角为θ的光滑绝缘斜面底端O点固定一带电量为-Q的点电荷,一质量为m的带电小滑块(可视为点电荷)从距斜面底端4L的A点无初速度释放,下滑到B点时,速度达最大值v,已知O、B两点间的距离为3L,重力加速度为g,静电力常量为k。
求:(1)小滑块的所带电荷量的绝对值q和电性;(2)A、B两点间的电势差UAB。
月球自转一周的时间与月球绕地球运行一周的时间相等,都为T0。“嫦娥1号”探月卫星于2007年11月7日成功进入绕月运行的“极月圆轨道”,这一圆形轨道通过月球两极上空,距月面的高度为h。若月球质量为M,月球半径为R,万有引力恒量为G。求:
(1)“嫦娥1号”绕月运行的周期。
(2)在月球自转一周的过程中,“嫦娥1号”将绕月运行多少圈?
游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来,如图甲所示。我们把这种情况抽象为如图乙所示的模型:半径为R的圆弧轨道竖直放置,下端与弧形轨道相接,使质量为m的小球从弧形轨道上端无初速度滚下,小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动。实验表明,只要h大于一定值,小球就可以顺利通过圆轨道的最高点。(不考虑空气及摩擦阻力)
(1)若小球恰能通过最高点,则小球在最高点的速度为多大? 此时对应的h多高?
(2)若h′=4R,则小球在通过圆轨道的最高点时对轨道的压力是多少?
将小球从离地面5m高处、向离小球4m远的竖直墙以8m/s的初速度水平抛出,不计空气阻力。求:(g=10m/s2)
(1)小球碰墙点离地面的高度;
(2)要使小球不碰墙,小球的最大初速度。
已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,不考虑地球自转的影响。试推导第一宇宙速度v的表达式。
如图所示,竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成,AB恰与圆弧CD在C点相切,轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块(可视为质点)从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB,沿着轨道运动,由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点。已知水平轨道AB长为L。求:
(1)小物块与水平轨道的动摩擦因数
(2)为了保证小物块不从轨道的D端离开轨道,圆弧轨道的半径R至少是多大?
(3)若圆弧轨道的半径R取第(2)问计算出的最小值,增大小物块的初动能,使得小物块冲上轨道后可以达到最大高度是1.5R处,试求物块的初动能并分析物块能否停在水平轨道上。如果能,将停在何处?如果不能,将以多大速度离开水平轨道?