宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用,设每个星体的质量均为m,四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上,已知这四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动,引力常量为G,试求:星体做匀速圆周运动的周期.
航天飞机,可将物资运送到空间站,也可维修空间站出现的故障。 (1)若已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,某次维修作业中,与空间站对接的航天飞机的速度计显示飞机的速度为v,则该空间站轨道半径R′为多大?(2)为完成某种空间探测任务,在空间站上发射的探测器通过向后喷气而获得反冲力使其启动。已知探测器的质量为M,每秒钟喷出的气体质量为m,为了简化问题,设喷射时探测器对气体做功的功率恒为P,在不长的时间 内探测器的质量变化较小,可以忽略不计。求喷气t秒后探测器获得的动能是多少?
在建筑工地上,我们常常看到工人用重锤将柱桩打入地下的情景。对此,我们可以建立这样一个力学模型:重锤的质量为m,从距桩顶高H处自由下落,柱桩的质量为M,重锤打击柱桩后不反弹且打击时间极短。柱桩受到地面的阻力恒为f,空气阻力忽略不计。利用这一模型,计算重锤一次打击柱桩时桩进入地下的深度h。一位同学这样解:设柱桩进入地面的深度为h,对全程运用动能定理,得: 可解得:h=……你认为该同学的解法是否正确?如果正确,请求出结果;如果不正确,请说明理由,并列式求出正确的结果。
如图所示,水平地面上方分布着水平向右的匀强电场,一“L”形的光滑绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中,管的水平部分长L1=0.2m,离水平地面的高度为h=5.0m,竖直部分长为L2=0.1m,一带正电的小球从管的上端口A由静止释放,小球通过管的弯曲部分(长度极短可不计)时没有能量损失,小球受到的电场力大小为重力的一半,空气阻力忽略不计。求:(g=10m/s2)(1)小球运动到管口B时的速度大小;(2)小球着地点与管的下端口B的水平距离
一质量为M=4kg、长为L=3m的木板,在水平向右F=8N的拉力作用下,以ν0=2m/s的速度沿水平面向右匀速运动。某时刻将质量为m=1kg的铁块(看成质点)轻轻地放在木板的最右端,如图.不计铁块与木板间的摩擦。若保持水平拉力不变,请通过计算说明小铁块能否离开木板?若能,进一步求出经过多长时间离开木板?
如图所示,A、B是两块竖直放置的平行金属板,相距为2L,分别带有等量的负、正电荷,在两板间形成电场强度大小为E的匀强电场A板上有一小孔(它的存在对两板间匀强电场分布的影响可忽略不计),孔的下沿右侧有一条与板垂直的水平光滑绝缘轨道,一个质量为m,电荷量为q(q>0)的小球(可视为质点),在外力作用下静止在轨道的中点P处.孔的下沿左侧也有一与板垂直的水平光滑绝缘轨道,轨道上距A板L处有一固定档板,长为L的轻弹簧左端固定在挡板上,右端固定一块轻小的绝缘材料制成的薄板Q.撤去外力释放带电小粒,它将在电场力作用下由静止开始向左运动,穿过小孔后(不与金属板A接触)与薄板Q一起压缩弹簧,由于薄板Q及弹簧的质量都可以忽略不计,可认为小球与Q接触过程中不损失机械能.小球从接触Q开始,经历时间To第一次把弹簧压缩至最短,然后又被弹簧弹回。由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺,使得小球每次离开Q瞬间,小球的电荷量都损失一部分,而变成刚与Q接触时小球电荷量的求:(l)小球第一次接触Q时的速度大小,(2)假设小球第n次弹回两板间后向右运动的最远处没有到达B板,试导出小球从第n次接触Q,到本次向右运动至最远处的时间Tn的表达式,(3)若k=2,且小孔右侧的轨道粗糙与带电小球间的滑动摩擦力为f=qE/4,试求带电小球最终停止的位置距P点的距离.