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,求出它下落的时间t , 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量来表示月球密度的表达式。
如图所示,在地面附近,坐标系xoy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x<0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E。一个带正电的油滴经图中x轴上的M点,始终沿与水平方向成角α= 30°的斜向下的直线运动,进入x>0的区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动,需在x>0的区域内加一个匀强电场,若带电油滴做圆周运动通过x轴上的N点,且MO=NO, 求:(1)油滴运动的速率大小; (2)在x>0空间内所加电场的场强大小和方向; (3)油滴从x轴上的M点开始到达轴上的N点所用的时间。
如图所示,两根平行光滑金属导轨PQ和MN相距d=0.5m,它们与水平方向的倾角为α(sinα=0.6),导轨的上方跟电阻R=4Ω相连,导轨上放一个金属棒,金属棒的质量为m=0.2kg、电阻为r=2Ω。整个装置放在方向竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=1.2T.金属棒在沿斜面方向向上的恒力作用下由静止开始沿斜面向上运动,电阻R消耗的最大电功率P="1.0W." (g="10m/s2)" 求:(1)恒力的大小; (2)恒力做功的最大功率
(12分)如图所示,长为R的轻绳一端固定于O点,另一端拴一质量为m的小球,把球拉至最高点A,然后以υ0=的水平速度抛出。 计算:(1)绳被拉直时小球的位置在何处? (2)小球经过最低点C时小球对绳的拉力F?(设绳被拉直后小球沿绳方向的分速度迅速变为零) (3)小球在整个运动过程中绳子对小球所做的功是多少?
(9分)如图所示,宽为L=1 m、高为h=7.2 m、质量为M=8 kg、上表面光滑的木板在水平地面上运动,木板与地面间的动摩擦因数为μ=0.2.当木板的速度为v0="3" m/s时,把一原来静止的质量m="2" kg的光滑小铁块(可视为质点)轻轻地放在木板上表面的右端,g取10m/s2. 求:(1)小铁块与木板脱离时长木板的速度大小v1; (2)小铁块刚着地时与木板左端的距离S.
总质量为80kg的跳伞运动员在离地500m高的直升机上从静止下落,经过2s拉开绳索开启降落伞,如图所示是跳伞过程中的图,试根据图像(g取10m/s2), 求:(1)t =1s时运动员的加速度的大小. (2)估算14s内运动员下落的高度. (3)估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间.