我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施,大约用十年左右时间完成。物理老师要求同学用所学的知识,设计一个测量月球密度的方案,交给我国将来登月的宇航员来完成。某研究小组提出如下方案:我们现已知万有引力常数G和月球的半径R,假设月球为密度均匀的球体。只要让宇航员在月球表面上从H高度自由释放一个小球,测出它下落的时间t,这样就可求出月球的密度,请你求出该小组用上述已知量和假想的实验测量量求出表示月球密度的表达式。(已知球形体积的计算公式为)
如图所示,在方向水平的匀强电场中,一个不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点,把小球拉起直至细线与场强平行,然后无初速释放,已知小球摆到最低点的另一侧,线与垂直方向的最大夹角为θ.求小球经过最低点时细线对小球的拉力.
如图所示,电荷量为-e、质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场,初速度为v0,当它通过电场B点时,速度与场强方向成150°角,不计电子的重力,求A、B两点间的电势差.
如图所示,质量为m、电荷量为+q的小球从距地面一定高度的O点,以初速度v0沿着水平方向抛出,已知在小球运动的区域里,存在着一个与小球的初速度方向相反的匀强电场,如果测得小球落地时的速度方向恰好是竖直向下的,且已知小球飞行的水平距离为L,求: (1)电场强度E为多大? (2)小球落地点A与抛出点O之间的电势差为多大? (3)小球落地时的动能为多大?
如下图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接.在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为θ.现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球,在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止,力F与圆槽在同一竖直面内,此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h.现撤去力F使小球开始运动,直到所有小球均运动到水平槽内.重力加速度为g.求: (1)水平外力F的大小; (2)1号球刚运动到水平槽时的速度; (3)整个运动过程中,2号球对1号球所做的功.
用一根长为l的丝线吊着一质量为m、带电荷量为q的小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,如图所示,丝线与竖直方向成37°角.现突然将该电场方向变为向下但大小不变,不考虑因电场的改变而带来的其他影响(重力加速度为g),求: (1)匀强电场的电场强度的大小; (2)小球经过最低点时丝线的拉力.