如图所示为我国“嫦娥一号卫星”从发射到进入月球工作轨道的过程示意图。
在发射过程中经过一系列的加速和变轨,卫星沿绕地球“48小时轨道”在抵达近地点P时,主发动机启动,“嫦娥一号卫星”的速度在很短时间内由v1提高到v2,进入“地月转移轨道”,开始了从地球向月球的飞越。“嫦娥一号卫星”在“地月转移轨道”上经过114小时飞行到达近月点Q时,需要及时制动,使其成为月球卫星。之后,又在绕月球轨道上的近月点Q经过两次制动,最终进入绕月球的圆形工作轨道I。已知“嫦娥一号卫星”质量为m0,在绕月球的圆形工作轨道I上运动的周期为T,月球的半径r月,月球的质量为m月,万有引力恒量为G。
(1)求卫星从“48小时轨道”的近地点P进入“地月转移轨道”过程中主发动机对“嫦娥一号卫星”做的功(不计地球引力做功和卫星质量变化);
(2)求“嫦娥一号卫星”在绕月球圆形工作轨道I运动时距月球表面的高度;
(3)理论表明:质量为m的物体由距月球无限远处无初速释放,它在月球引力的作用下运动至距月球中心为r处的过程中,月球引力对物体所做的功可表示为。为使“嫦娥一号卫星”在近月点Q进行第一次制动后能成为月球的卫星,且与月球表面的距离不小于圆形工作轨道I的高度,最终进入圆形工作轨道,其第一次制动后的速度大小理论上应满足什么条件?
如图所示,空间同时存在水平向右的匀强电场和方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。质量为m,电荷量为q的液滴,以某一速度沿与水平方向成θ角斜向上进入正交的匀强电场和匀强磁场叠加区域,在时间t内液滴从M点匀速运动到N点。重力加速度为g。
(1)判定液滴带的是正电还是负电,并画出液滴受力示意图;
(2)求匀强电场的场强E的大小;
(3)求液滴从M点运动到N点的过程中电势能的变化量。
如图所示,在水平向右场强为E的匀强电场中,有一质量为m、电荷量为q的点电荷从A点由静止释放,仅在由场力的作用下经时间t运动到B点.求.
(1)点电荷从A点运动到B点过程中电场力对点电荷做的功;
(2)A、B两点间的电势差。
如图所示,质量为M ="2.0" kg的小车A静止在光滑水平面上,A的右端停放有一个质量为m ="0.10" kg带正电荷q ="5.0" ´10-2 C的小物体B,整个空间存在着垂直纸面向里磁感应强度B =2.0T的匀强磁场。现从小车的左端,给小车A一个水平向右的瞬时冲量I ="26" N·s,使小车获得一个水平向右的初速度,此时物体B与小车A之间有摩擦力作用,设小车足够长,g 取10m/s2。求:
(1)瞬时冲量使小车获得的动能Ek;
(2)物体B的最大速度vm,并在v-t坐标系中画出物体B的速度随时间变化的示意图像;
(3)在A与B相互作用过程中系统增加的内能E热.
某研究性学习小组用如图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。密度相同的粒子在电离室中被电离后带正电,电量与其表面积成正比。电离后粒子缓慢通过小孔O1进入极板间电压为U的水平加速电场区域I,再通过小孔O2射入相互正交的恒定匀强电场和匀强磁场区域II,其中磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向外。收集室的小孔O3与O1、O2在同一条水平线上。实验发现:半径为r0的粒子,其质量为m0、电量为q0,刚好能沿O1O3直线射入收集室。不计纳米粒子重力和粒子之间的相互作用力。(球形体积和球形面积公式分别为)。求:
(1)图中区域II的电场强度E;
(2)半径为r的粒子通过O2时的速率v;
(3)试讨论半径r≠r0的粒子进入区域II后将向哪个极板偏转。
2012年11月25日,歼—15舰载机成功阻拦着陆“辽宁号”航母后,又沿航母舰首14°上翘跑道滑跃式起飞,突破了阻拦着舰、滑跃起飞关键技术.甲板上的阻拦索具有关键作用,阻拦索装置完全由我国自主研制制造,在战机着舰时与尾钩完全咬合后,在短短数秒内使战机速度从数百公里的时速减少为零,并使战机滑行距离不超过百米.(g取10m/s2)
(1)设歼—15飞机总质量,着陆在甲板的水平部分后在阻拦索的作用下,速度由
=100m/s滑行50m后停止下来,水平方向其他作用力不计,此过程可视为匀减速运动.求阻拦索对飞机的水平作用力F;
(2)在第(1)问所述的减速过程中,飞行员所受的阻力是飞行员自身重力的多少倍?
(3)航母飞行甲板水平,前端上翘,水平部分与上翘部分平滑连接,连接处D点可看作圆弧上的一点,圆弧半径为R=150m,如图所示.已知飞机起落架能承受竖直方向的最大作用力为飞机自重的16倍,求飞机安全起飞经过D点时速度的最大值vm。