2007年10月24日,中国首次月球探测工程取得圆满成功.假设探月宇航员站在月球表面一斜坡上的M点,并沿水平方向以初速度v0抛出一个质量为m的小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点N,斜面的倾角为,已知月球半径为R,月球的质量分布均匀,万有引力常量为G,求:(1)月球表面的重力加速度;(2)人造卫星绕月球做匀速圆周运动的最大速度.
如图所示,在长为L=57cm的一端封闭、另一端开口向上的竖直玻璃管内,用4cm高的水银柱封闭着51cm长的理想气体,管内外气体的温度均为33℃ ,大气压强p0=76cmHg. ①若缓慢对玻璃管加热,当水银柱上表面与管口刚好相平时,求管中气体的温度; ②若保持管内温度始终为33℃,现将水银缓慢注入管中,直到水银柱上表面与管口相平,求此时管中气体的压强。
如图所示,空间存在一个半径为R0的圆形匀强磁场区域,磁场的方向垂直于纸面向里,磁感应强度的大小为B.有一个粒子源在纸面内沿各个方向以一定速率发射大量粒子,粒子的质量为m、电荷量为+q.将粒子源置于圆心,则所有粒子刚好都不离开磁场,不考虑粒子之间的相互作用. (1)求带电粒子的速率. (2)若粒子源可置于磁场中任意位置,且磁场的磁感应强度大小变为,求粒子在磁场中最长的运动时间t. (3)若原磁场不变,再叠加另一个半径为R1(R1> R0)圆形匀强磁场,磁场的磁感应强度的大小为B/2,方向垂直于纸面向外,两磁场区域成同心圆,此时该离子源从圆心出发的粒子都能回到圆心,求R1的最小值和粒子运动的周期T.
如图甲所示,一物块在t=0时刻,以初速度v0=4m/s从足够长的粗糙斜面底端向上滑行,物块速度随时间变化的图象如图乙所示,t1=0.5s时刻物块到达最高点,t2=1.5s时刻物块又返回底端.求: (1)物块上滑和下滑的加速度大小a1,a2; (2)斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ.
质量为m=1.0kg、带电量q=+2.5×10-4C的小滑块(可视为质点)放在质量为M=2.0kg的绝缘长木板的左端,木板放在光滑水平面上,滑块与木板之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.5m,开始时两者都处于静止状态,所在空间加有一个方向竖直向下强度为E=4.0×104N/C的匀强电场,如图所示,取g=10m/s2,试求: (1)用水平力F0拉小滑块,要使小滑块与木板以相同的速度一起运动,力F0应满足什么条件? (2)用水平恒力F拉小滑块向木板的右端运动,在1.0s末使滑块从木板右端滑出,力F应为多大? (3)按第(2)问的力F作用,在小滑块刚刚从木板右端滑出时,系统的内能增加了多少?(提示:设m与M之间最大静摩擦力与它们之间的滑动摩擦力大小相等,滑块在运动中带电量不变)
如图所示,粒子源O产生初速度为零、电荷量为q、质量为m的正离子,被电压为的加速电场加速后通过直管,在到两极板等距离处垂直射入平行板间的偏转电场,两平行板间电压为2。离子偏转后通过极板MN上的小孔S离开电场。已知ABC是一个外边界为等腰三角形的匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,边界AB=AC=L,,离子经过一段匀速直线运动,垂直AB边从AB中点进入磁场。(忽略离子所受重力) (1)若磁场的磁感应强度大小为,试求离子在磁场中做圆周运动的半径; (2)若离子能从AC边穿出,试求磁场的磁感应强度大小的范围。