如图,两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上,质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧,左端A与弹簧的自由端B相距L。物体P置于P1的最右端,质量为2m且可以看作质点。P1与P以共同速度v0向右运动,与静止的P2发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后P1与P2粘连在一起,P压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹簧始终在弹性限度内)。P与P2之间的动摩擦因数为μ,求
(1) P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2;
(2) 此过程中弹簧最大压缩量x和相应的弹性势能Ep
一颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,卫星离地面的高度为h。已知地球半径为R,地面重力加速度为g。求:
(1)卫星的线速度;
(2)卫星的周期。
如图所示,某人在山上将一质量m=0.50kg的石块,以v0=5.0m/s的初速度斜向上方抛出,石块被抛出时离水平地面的高度h=10m。不计空气阻力,取g=10m/s2。求:
(1)石块从抛出到落地的过程中减少的重力势能;
(2)石块落地时的速度大小。
为了迎接太空时代的到来,美国国会通过一项计划:在2050年前建造成太空升降机,就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上,另一端系住长降机。放开绳,升降机能到达地球上;人坐在升降机里,在卫星上通过电动机把升降机拉到卫星上。已知地球表面的重力加速
,地球半径为
。求:
(1)某人在地球表面用体重计称得重180N,站在升降机中,当升降机以加速度
(
为地球表面处的重力加速度)竖直上升时,在某处此人再一次用同一体重计称得视重为170N,忽略地球自转的影响,求升降机此时距地面的高度;
(2)如果把绳的一端搁置在同步卫星上,地球自转的周期为
,求绳的长度至少为多长。
长为0.5m,质量可忽略的杆,其下端固定于O点,上端连有质量m=2kg的小球,它绕O点做圆周运动,当通过最高点时,如图所示,求下列情况下,杆受到的力(说明是拉力还是压力):
(1)当v1=1m/s时;
(2)v2=4m/s时。(g取10m/s2)
现代观测表明,由于引力作用,恒星有“聚集”的特点。众多的恒星组成不同层次的恒星系统,最简单的恒星系统是两颗互相绕转的双星,如图所示,两星各以一定速率绕其连线上某一点匀速转动,这样才不至于因万有引力作用而吸引在一起。已知双星质量分别为m1、m2,它们间的距离始终为L,引力常量为G,求:
(1)双星旋转的中心O到m1的距离;
(2)双星的转动角速度。