理论研究表明,物体在地球附近都受到地球对它的万有引力作用,具有引力势能。选物体在距地球无限远处的引力势能为零,则引力势能可表示为Ep= —(其中G为万有引力常量,M为地球质量,m为物体的质量,r是物体到地心的距离)。现有一质量m/的人造卫星绕地球做圆周运动周期T。若要从地面上将这颗卫星发射成功,则至少需做多少功?(已知地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G,且忽略空气阻力对卫星发射的影响)
我国的“探月工程”计划将在2017年宇航员登上月球.若宇航员登上月球后,以初速度v0竖直向上拋出一小球,测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t 。已知万有引力常量为G、月球的半径为 R ,不考虑月球自转的影响,求: (1)求月球表面的重力加速度大小; (2)月球的质量M ; (3)飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期T 。
质量为m =5×103 kg的汽车,额定功率为P =6×104W,如果在行驶中,汽车受到的阻力为f =3×103N,求: (1) 汽车能够达到的最大速度; (2) 如果汽车以额定功率行驶,那么当汽车速度为5m/s时,其加速度; (3) 如果汽车以10m/s的速度匀速行驶,发动机的实际功率。
如图所示,粗糙的斜面AB下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B,整个装置竖直放置,C是最低点,圆心角θ=37°,D与圆心O等高,圆弧轨道半径R =1m,斜面长L=4m,现有一个质量m =0.1kg的小物体P从斜面AB上端A点无初速下滑,物体P与斜面AB之间的动摩擦因数为μ=0.25。不计空气阻力,g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8,求: (1)物体P第一次通过C点时的速度大小; (2)物体P第一次通过C点时对轨道的压力; (3)物体P第一次离开D点后在空中做竖直上抛运动到最高点E,接着从空中又返回到圆轨道和斜面,在这样多次反复的整个运动过程中,物体P对C点处轨道的最小压力min。
如图所示,质量为M倾角为α的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面上,底部与地面的动摩擦因数足够大,斜面顶端与劲度系数为k、自然长度为L的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为m的物块。压缩弹簧使其长度为L时将物块由静止开始释放,物块将在某一平衡位置两侧做简谐运动,在运动过程中斜面体始终处于静止状态,重力加速度为g,求: (1)物块处于平衡位置时弹簧的伸长量; (2)依据简谐运动的对称性,求物块m在运动的最低点的加速度的大小; (3)若在斜面体的正下方安装一个压力传感器,求在物块m运动的全过程中,此压力传感器的最大示数。
如题图所示,空气中在一折射率为的玻璃柱体,其横截面是圆心角为90°、半径为R的扇形OAB,一束平行光平行于横截面,以45°入射角照射到OA上,OB不透光,若只考虑首次入射到圆弧AB上的光,求: (1)这束光在玻璃柱体内的折射角; (2)这束光在玻璃柱体内的速度; (3)圆弧AB上有光透出部分的弧长。