(1)开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即,k是一个对所有行星都相同的常量.将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式.已知引力常量为G,太阳的质量为M太.(2) 一均匀球体以角速度ω绕自己的对称轴自转,若维持球体不被瓦解的唯一作用力是万有引力,则此球的最小密度是多少?
有三根长度皆为L=1.00m的不可伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定在天花板上的O点,另一端分别拴有质量皆为m=3.00×10-2kg的带电小球A和B,它们的电荷量分别为-q和+q,q=1.00×10-7C,A、B之间用第三根线连接起来,空间中存在大小为E=4.00×106N/C的匀强电场,场强方向水平向右,平衡时A、B球的位置如图所示。现将O、A之间的线烧断,由于有空气阻力,最后会达到新的平衡位置。求最后两球电势能与烧断前相比各改变了多少。(不计带电小球间的静电力,g取10m/s2)
如甲图所示,劲度系数为k的轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端叠放两个物体A、B,B的质量为m。初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力作用在物体A上,使物体A开始向上做匀加速直线运动,测得两个物体的速度υ-t图象如图乙所示,图中υ1、υ2、t1、t2已知,重力加速度为g,求:t1~t2时间内,弹簧弹性势能减少了多少?
如图所示,已知塔高H=45m,在与塔底部水平距离为x处有一电子抛靶装置,圆形靶可被竖直向上抛出,初速度为υ1,且大小可以调节.当该人看见靶被抛出时立即射击,子弹以υ2=100m/s的速度水平飞出.不计人的反应时间及子弹在枪膛中的运动时间,且忽略空气阻力及靶的大小(g取10 m/s2)。(1)若x=200m,υ1=20m/s时,试通过计算说明靶能否被击中?(2)当x的取值在什么范围时,无论υ1多大,靶都不能被击中?
如图所示,AB为竖直转轴,细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球,两绳能承担的最大拉力均为2mg。当AC和BC均拉直时∠ABC=90°,∠BAC=37°,BC=0.3m。竖直轴AB匀速转动,C球在水平面内做匀速圆周运动。求:(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)C球的线速度至少多大时,两条细绳都伸直?(2)当C球的线速度增大,其中一条绳刚要断时,C球的线速度多大?
消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水枪组成。如图所示,消防水枪离地高度为H,建筑物上的火点A距地面高为h=60m,水枪与火点的水平距离为x,水泵的功率为P,整个供水系统的效率η=0.6。假设水从水枪水平射出,不计空气阻力,取g=10m/s2。 (1)若H=80m,水枪出水速度v0=30m/s,水枪每秒出水量m0="60" kg,水枪正中起火点A,求水泵的功率P; (2)当完成高层灭火后,还需要对散落在火点正下方地面上的燃烧物进行灭火,将水枪竖直下移至H´=45m,假设供水系统的效率η不变,水枪出水口的横截面积不变,水泵功率应调整为P´,则P´应为多大?