宇航员乘坐航天飞船,在距月球表面高度为H的圆轨道绕月运行。经过多次变轨最后登上月球。宇航员在月球表面做了一个实验:将一片羽毛和一个铅球从高度为h处释放,二者经时间t同时落到月球表面。已知引力常量为G,月球半径为R,求:(1)月球的质量(不考虑月球自转的影响);(2)航天飞船在靠近月球表面圆轨道运行的速度与高度为H圆轨道运行速度之比。
如图所示,水平路面CD的左侧有一固定的平台,平台上表面AB长s=3m.光滑半圆轨道AFE竖直固定在平台上,圆轨道半径R=0.4m,最低点与平台AB相切于 A.板长L1=2m,上表面与平台等高,小物块放在板的最右端,并随板一起向平台运动.当板的左端距离平台L=2m时,板与物块向左运动的速度v0=8m/s.当板与平台的竖直墙壁碰撞后,板立即停止运动,物块在板上滑动.已知板与路面的动摩擦因数μ1=0.05,物块与板上表面及轨道AB的动摩擦因数μ2=0.1,物块质量m=1kg,取g=10m/s2. (1)求物块进入圆轨道时对轨道上A点的压力; (2)判断物块能否到达圆轨道的最高点E.如果能,求物块离开E后在平台上的落点到A的距离;如果不能,则说明理由.
中国探月卫星“嫦娥二号”升空后,首先进入周期为的近地圆轨道,然后在地面的指令下经过一系列的变轨后最终被月球捕获,经两次制动后在距离月球表面为的轨道上绕月球做匀速圆周运动. 已知地球质量为,半径为,月球质量为,半径为. 求:“嫦娥二号”绕月球运动时的周期(最终结果用题目中的物理量来表示).
如图所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置,与水平面夹角为θ,两导轨间距为L0,M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦。 (1)在加速下滑时,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小; (2)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值。 (3)若现在用沿导轨平面垂直于杆的恒力F将金属杆从底端无初速推过足够距离S到达某一位置,立即撤去此恒力。问金属杆从开始上推到滑回底端的全过程中,在回路里产生的焦耳热是多少?
边长为a的正方形空腔内有垂直向内的磁场,顶点处有小孔E,质量为m、电荷量为q的粒子从A点以速度v0沿AD边垂直于磁场射入,如图所示。(带电粒子的重力忽略不计) (1)要使粒子沿轨迹1从B点射出,磁场的磁感应强度应为多少? 粒子在磁场中的运动时间为多少? (2)要使粒子沿径迹2从CD中点E点射出,磁场的磁感应强度应为多少?
两个半径均为R的圆形平板电极,平行正对放置,相距为d,极板间的电势差为U,板间电场可以认为是匀强电场。一个质量为m,电荷量为q正粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向指向圆心射入两极板之间,到达负极板时恰好落在极板圆心。忽略重力和空气阻力的影响,求: (1)两极板间的电场强度E的大小; (2)正粒子在极板间运动的加速度a的大小; (3)正粒子的初速度v0的大小。