平时擦玻璃时,我们经常会用到如图甲所示的“魔力刷”.使用时,两个一样的刷子分别位于玻璃窗户玻璃板的两侧,两刷子靠磁铁的吸引力吸在玻璃上,当移动其中一块刷子时,另一块刷子会跟到移动,达到同时清洁玻璃内外侧的目的.已知:某种品牌玻璃刷的每个刷子的质量都为,与玻璃的滑动摩擦因数均为
,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取
.
(1)将其中一个刷子用与竖直方向成的推力压在竖直玻璃上,如题9图乙所示,现要把刷子沿竖直方向向上推动,求推力的最小值
(2)把两个刷子对齐分别放在竖直玻璃板的两侧,如题9图丙所示,现用与竖直方向成,大小为
的拉力向下拉动内侧的刷子时,外侧刷子将立即跟着移动且很快与内侧刷子保持相对静止.此时刷子磁铁间的吸引力在垂直玻璃板面方向的分量恒为
,求刷子间的磁铁吸引力在沿玻璃板面切线方向的分量.
(3)假设玻璃是边长为的正方形,刷子是边长为
的正方形;当两刷子的正对面积大于一半时,刷子磁铁间的吸引力的垂直分量和切向分量均不变,当两刷子的正对面积小于或等于一半时,两刷子就无法吸引在一起.在(2)的情况下,若拉力方向不变,大小变为
,要使一次性向下拉动刷子就可以完成清理玻璃的竖边,求
的取值范围.
一木块位于光滑的水平桌面上,木块上固定一支架。木块与支架的总质量为M,一摆球挂于支架上,摆球质量为m,m<(1/2)M。摆线的质量不计,初始时,整个装置处于静止,现有一颗质量也为m子弹以速率V0水平射入摆球并立即停留在球内,摆球与子弹便一起运动,已知摆球摆起的最大的角度小于90度。运动过程中支架不会倾倒。
求:1.摆球上升的最大高度 ? 2.木块运动过程中的最大速率?3.摆球在最低处的速度大小和方向?
太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、
等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是
释放的核能,这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论,若由于聚变反应而使太阳中的
核数目从现有数减少10%,太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化,假定目前太阳全部由电子和
核组成。
(1)为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R=6.4×106 m,地球质量m=6.0×1024 kg,日地中心的距离r=1.5×1011 m,地球表面处的重力加速度 g=10 m/s2,1年约为3.2×107秒,试估算目前太阳的质量M。
(2)已知质子质量mp=1.6726×10-27 kg,质量mα=6.6458×10-27 kg,电子质量 me=0.9×10-30 kg,光速c=3×108 m/s。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。
(3)又知地球上与太阳垂直的每平方米截面上,每秒通过的太阳辐射能w=1.35×103 W/m2。试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。(估算结果只要求一位有效数字。)
如图所示,长为R的不可伸长轻绳上端固定在O点,下端连接一小球,小球与地面间的距离可以忽略(但小球不受地面支持力)且处于静止状态.在最低点给小球一沿水平方向的初速度,此时绳子恰好没断,小球在竖直平面内做圆周运动。假设小球到达最高点时由于绳子碰到正下方P处的钉子恰好断裂,最后小球落在距初始位置水平距离为4R的地面上,重力加速度为g.试求:
(1)绳突然断开时小球的速度v;
(2)竖直方向上O与P的距离L.
如图所示,细绳一端系着质量m="0.1" kg的小物块A,置于光滑水平台面上;另一端通过光滑小孔O与质量M="0.5" kg的物体B相连,B静止于水平地面上。当A以O为圆心做半径r =0.2m的匀速圆周运动时,地面对B的支持力F =3.0N,求物块A的速度ν和角速度ω的大小。(g=10m/s2)
中国探月卫星“嫦娥二号”从西昌卫星发射中心发射升空,月球探测工程取得圆满成功.我国将在2017 年前后发射一颗返回式月球软着陆器,进行首次月球样品自动取样并返回地球.假设探月宇航员站在月球表面做了一个实验:在H高处以某一速度水平抛出一个质量为m 的小球,小球经时间t 落到月球表面。已知月球半径为R,月球的质量分布均匀,万有引力常量为G,求:
(1)月球表面的重力加速度。(2)月球的质量。