〔20分)图甲是“玉免号”月球车在月球上工作时的情景。由于月球上昼夜温差极大,为保护仪器,月夜时月球车的左右两个面积均为S的太阳能电池板收起后覆盖在车上(这时电池板在下表面),两电池板可绕轴AB和CD以等大的角速度转动,等月昼来临再自动唤醒后打开,如图乙、丙所示。设月球车质量为m,运动时月面对其阻力为车重的K倍,月球表面重力加速度为g,电池板打开后会始终保持与太阳光垂直,且使月球车电动机具有最 大输出功率P,求:
(1)假设唤醒时阳光从月球车右上方并与月面成300角射来,两块太阳能电池板匀速打开与阳光垂直,求左右两电池板打开的时间之比。
(2)若月球车从静止开始以最大功率P在水平月面上做直线运动,通过距离L时达到最大速度,求这个过程经历的时间。
(3)太阳到月球的平均距离为R,太阳光在空间传播过程能量损失不计,太阳光垂直于电池板,太阳能转化成月球车机械能的总效率为,已知半径为r的球其表面积为
,求太阳发光功率P0
如图所示.在竖直平面内一个带正电的小球质量为m,所带的电荷量为q,用一根长为L不可伸长的绝缘细线系在一匀强电场中的O点.匀强电场方向水平向右,分布的区域足够大.现将带正电小球从O点右方由水平位置A点无初速度释放,小球到达最低点B时速度恰好为零.求匀强电场的电场强度E的大小.
若小球从O点的左方由水平位置C点无初速度释放,则小球到达最低点B所用的时间t是多少?此后小球能达到的最大高度H(相对于B点)是多少?
如图所示,长L=1.6m,质量M=3kg的木板静放在光滑水平面上,质量m=1kg、带电量q=+2.5×10-4C的小滑块放在木板的右端,木板和物块间的动摩擦因数μ=0.1,所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0×104N/C的匀强电场,如图所示,现对木板施加一水平向右的拉力F.取g=10m/s2,求:使物块不掉下去的最大拉力F;
如果拉力F=11N恒定不变,小物块所能获得的最大动能.
研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型如图。在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II,两电场的边界均是边长为L的正方形,方向如图所示(不计电子所受重力)。在AB边的中点处由静止释放的电子,求电子从CD边射出时出射点的纵坐标y。
在电场I区域内适当位置由静止释放电子,若电子恰能从II区域左下角D处离开,
求所有释放点的位置。
在真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场.若将一个质量为m、带正电电量q的小球在此电场中由静止释放,小球将沿与竖直方向夹角为的直线运动。现将该小球从电场中某点以初速度
竖直向上抛出,求(取
)
小球受到的电场力的大小;
小球抛出点至最高点之间的电势差U.
如图所示,质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一个质量m=1kg大小可以忽略的铁块,铁块与木板之间的摩擦因数μ=0.4,在铁块上加一个水平向左的恒力F=8N,铁块在长L=6m的木板上滑动。取g=10m/s2。求:经过多长时间铁块运动到木板的左端.
在铁块到达木板左端的过程中,恒力F对铁块所做的功.