(8分)荡秋千是大家喜爱的一项体育活动.随着科技的迅速发展,将来的某一天,同学们也许会在其他星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所在星球的质量是M、半径为R,可将人视为质点,秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90°,万有引力常量为G.那么,(1)该星球表面附近的重力加速度g星等于多少?(2)若经过最低位置的速度为v0,你能上升的最大高度是多少?
如图所示,在足够大的光滑绝缘水平面上有两个质量均为m、相距为L的小球A和B均处于静止,小球A带+q的电量,小球B不带电。若沿水平向右的方向加一大小为E的匀强电场,A球将受力而运动,并与B球发生完全弹性碰撞(碰撞时间极短),碰后两球速度交换,若碰撞过程中无电荷转移,求:(1)A与B第一次碰后瞬时B球的速率?(2)从A开始运动到两球第二次相碰经历多长时间?(3)两球从第n次碰撞到第n+1次碰撞时间内A球所通过的路程?
如图所示,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小B=0.60T,磁场内有一块平面感光板ab,板面与磁场方向平行,在距ab的距离处,有一个点状的放射源S,它向各个方向发射粒子,粒子的速度都是,已知粒子的电荷与质量之比,现只考虑在图纸平面中运动的粒子,求ab上被粒子打中的区域的长度。
滑板运动是利用汽艇牵引运动员在水上滑行的一种运动(如图所示),滑行时汽艇用一根直径为6.3cm,长23m的拖索拖拉,且拖索头上装有一根直径为25cm-28cm的木质握把供滑水运动员握持。设一个质量为M=70kg的运动员,使用一个质量为m=10kg下面接近平面的滑板滑水,若带动运动员的汽艇以其额定功率P=21KW水平拉着运动员以速度v=108km/h做匀速运动,设在运动过程中汽艇受到空气和水的阻力恒为f1=60N,人和滑板受到的各种水平阻力恒为f2=40N,则1)运动员脚下滑板与竖直方向的夹角应为多大?2)如果该汽艇拖着滑板和人仍使其以原来的速度大小开始做半径为R=90m的匀速圆周运动,设拖索的拉力和阻力方向接近于切线方向,则滑水运动员应如何调整滑板与竖直方向的夹角?
如图所示为推行节水灌溉工程中使用的转动式喷水龙头的示意图。“龙头”离地面高h m,将水水平喷出,其喷灌半径为10h m,每分钟可喷水m kg,所用的水从地面以下H m深的井里抽取。设所用水泵(含电动机)的效率为η,不计空气阻力。求:⑴水从龙头中喷出时的速度v0⑵水泵每分钟对水做的功W⑶带动该水泵的电动机消耗的电功率P。
如图所示,在真空中速度v =6.4×107 m/s的电子束连续地射入两平行极板之间,极板长度L=8.0×10-2 m,间距d =0.50×10-2 m,两极板上加50 Hz的交流电压U=U0sinωt,如果所加电压的最大值U0超过某一值Uc时,将开始出现以下现象:电子束有时能通过两极板,有时则不能通过,求Uc的大小.(me=9.0×10-31 kg,e=1.6×10-19 C)