宇航员在月球表面完成下面的实验:在一固定的竖直光滑圆轨道内部最低点静止一个质量为m的小球(可视为质点),如图所示.当给小球一瞬间的速度v时,刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动,已知圆弧的轨道半径为r,月球的半径为R1,引力常量为G.求:
(1)若在月球表面上发射一颗环月卫星,所需最小发射速度为多大?
(2)轨道半径为2R1的环月卫星周期为多大?
如图所示,在竖直平面的xoy坐标系内,一根长为l的不可伸长的细绳,一端固定在拉力传感器A上,另一端系一质量为m的小球.x轴上的P点固定一个表面光滑的小钉,P点与传感器A相距.现拉小球使细绳绷直并处在水平位置,然后由静止释放小球,当细绳碰到钉子后,小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动.已知重力加速度大小为g,求:
(1)若小球经过最低点时拉力传感器的示数为7mg,求此时小球的速度大小;
(2)传感器A与坐标原点O之间的距离;
(3)若小球经过最低点时绳子恰好断开,请确定小球经过y轴的位置.
如图所示,一质量为8m的长木板静止在光滑水平面上,某时刻一质量为m的小铁块以速度从木板的右端滑上木板.已知铁块与木板间的动摩擦因数为
,重力加速度大小为g,木板足够长,求:
(1)铁块与木板的加速度大小;
(2)当木板在水平面上加速滑行的距离为x时,铁块在木板上滑行的长度为多少?
如图(a)所示,斜面倾角为370,一宽为l=0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁场边界与斜面底边平行.在斜面上由静止释放一正方形金属线框,线框沿斜面下滑,下边与磁场边界保持平行.取斜面底边重力势能为零,从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中,线框的机械能E和位移s之间的关系如图(b)所示,图中①、②均为直线段.已知线框的质量为m=0.1kg,电阻为R=0.06Ω,重力加速度取g=l0m/s2.求:
(1)金属线框与斜面间的动摩擦因数;
(2)金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间;
(3)金属线框穿越磁场的过程中,线框中产生的最大电功率(本小题保留两位有效数字).
如图甲所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,场强E=N/C。现将一重力不计、比荷
C/kg的正电荷从电场中的O点由静止释放,经过t0=1×10-5s后,通过MN上的P点进入其上方的匀强磁场。磁场方向垂直于纸面向外,以电荷第一次通过MN时开始计时,磁感应强度按图乙所示规律周期性变化。
(1)求电荷进入磁场时的速度v0;
(2)求图乙中t=2×10-5s时刻电荷与P点的距离;
(3)如果在P点右方d=105 cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间(本小题保留三位有效数字).
如图甲所示,水平地面上放置一倾角为θ=37°的足够长的斜面,质量为m的物块置于斜面的底端.某时刻起物块在沿斜面向上的力F作用下由静止开始运动,力F随位移变化的规律如图乙所示.已知整个过程斜面体始终保持静止状态,物块开始运动t=0.5s内位移x1=1m,0.5s后物块再运动x2=2m时速度减为0.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)由静止开始,0.5s末物块运动的速度的大小;
(2)物块沿斜面向上运动过程,受到的摩擦力做的功;
(3)物块在沿斜面向下运动过程中,斜面体受到地面的摩擦力的大小.