2.如图所示,在固定的水平的绝缘平板上有A、B、C三点,B与C之间距离为l,B点左侧的空间存在着场强大小为E,方向水平向右的匀强电场,在A点放置一个质量为m,带正电的小物块,物块与平板之间的摩擦系数为。给物块一个水平向左的初速度
之后,该物块能够到达C点并立即折回,最后又回到A点静止下来,求:
(1)那么物块第一次到达B点时的速度是多大?
(3)物块所带的电量q是多大?
1.已知地球的半径,地球表面的重力加速度
,万有引力恒量
。由此推导并估算:(把结果只保留一位有效数字即可)
(1)地球的质量M约为多少? (2)近地环绕卫星的最大线速度约为多少?
3.正负电子对撞机的最后一部分的简化示意图如甲所示(俯视图)。位于水平面内的粗实线所示的圆形真空管是正、负电子做圆周运动的“容器”,经过加速器加速后的正、负电子被分别引入该管道时,具有相等的速率。它们沿管道向相反的方向运动,在管道内控制它们转弯的是一系列圆形电磁铁,即图中
共n个,均匀分布在整个圆环上(图中只示意性地用细实线画了几个,其余用细虚线表示)。每个电磁铁内的磁场都是匀强磁场,并且磁感应强度都相同,方向竖直向下,磁场区域的直径为
。改变电磁铁内电流的大小,可改变磁场的磁感应强度,从而改变电子偏转的角度。经过精确的调整,首先使电子在环形管道中沿图中粗虚线所示的轨迹运动。这时电子经过每个电磁铁时射入点和射出点都是在磁铁的同一条直径的两端,如图乙所示,这就进一步实现正、负电子的对撞作好了准备?
(1)试确定正、负电子在管道内各是沿什么方向旋转的?
(2)已知正、负电子的质量都是m,所带电荷都是元电荷
,重力不计,求磁铁内匀强磁场的磁感应强度B的大小。
2.如图所示,传送带的水平部分
,斜面部分
,
与水平面的夹角
。一个小物体A与传送带的动摩擦因素
,传送带沿图示的方向运动,速率
。若把物体A轻放到
处,它将被传送带送到
点,此过程中物体A不会脱离传送带。求物体A从
点被传送到
点所用的时间。
1.继神秘的火星之后,今年土星也成了全世界关注的焦点,经过近7年35.2亿千米在太空中风尘仆仆的穿行后,美航空航天局和欧航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间6月30日(北京时间7月1日)抵达预定轨道,开始“拜访”土星及其卫星家族,“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道,在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n周飞行时间为t。求:土星的质量和土星表面的重力加速度。(万有引力常量为G)
25.(20分)如图所示,水平放置的两条平行的光滑金属导轨PQ和MN,处在竖直方向的匀强磁场中.一端和电池、电阻R相连,电池的电动势E=3.0V,内阻r=0.50W,电阻R=3.5W.金属棒AB跨接在导轨上,金属棒AB的电阻
=1.0W.当金属棒AB以3.0 m/s的速度向右匀速运动时,金属导轨中的电流恰为零.当AB在水平力F作用下向左匀速运动,水平力做功的功率是2.0W.求水平力F的大小和方向.
24.(18分)如图所示,在足够大的粗糙水平绝缘面上的x轴坐标原点O处固定着一个带电量为Q的负点电荷,将一个质量为m,带电量为q的小金属块(金属块可视为质点)在水平面上坐标为X0处由静止释放,金属块将在水平面上沿远离Q的方向(x轴正方向)开始运动至坐标为X1处停止.金属块与水平绝缘面的动摩擦因数为μ,金属块由X0 处运动到X1处所用时间为t.求: (l)金属块运动过程中通过坐标为X(X0<X<X1)处时的加速度. (2)金属块在整个运动过程中的平均速度. (3)在金属块的整个运动过程中,电场力对金属块所做的功.
1.23.(18分)2003年10月15日至16日,在我国酒泉卫星发射中心,“长征”二号F运载火箭成功将“神舟”五号载入飞船送上太空,并顺利返回。实现了中华民族千年飞天梦,它标志着我国载人航天技术有了新的突破。
(1)若“长征”二号F运载火箭起飞时总质量为4.5×103kg,起飞推动力为1.35×105N,运载火箭发射塔高100m。假设运载火箭起飞时推动力不变,忽略空气阻力及运载火箭质量的变化,求运载火箭需多长时间才能飞离发射塔?(g=10m/s2)
(2)“神舟”五号载人宇宙飞船从15日9时至16日6时这21小时内绕地球飞行14圈,把飞船的运动看作匀速圆周运动,则飞船在绕地球做匀速圆周运动时距地面多高?(将地球视作均匀球体,地球表面重力加速度g=9.8 m/s2,地球半径R=6400km,结果保留一位有效数字)
(3)“神舟”五号飞船质量用m表示,在运行过程中的速度最大值为vm,当它由远地点运行到近地点的过程中,地球引力对它做功为W,则飞船在近地点和远地点的速度分别为多少?
3.宇宙飞船是人类进行空间探索的重要设备,当飞船升空进入轨道后,出于各种原因经常会出现不同程度的偏离轨道现象。离子推进器是新一代航天动力装置,也可用于飞船姿态调整和轨道修正,其原理如图甲所示,首先推进剂从图中的P处被注入,在A处被电离出正离子,金属环B、C之间加有恒定电压,正离子被B、C间的电场加速后从C端口喷出,从而使飞船获得推进或姿态调整的反冲动力。假设总质量为M的卫星,正在以速度
沿MP方向运动,已知现在的运动方向与预定方向MN成
角。如图乙所示。为了使飞船回到预定的飞行方向MN,飞船启用推进器进行调整。已知推进器B、C间的电压大小为U,带电离子进入B时的速度忽略不计,经加速后形成电流强度为I离子束从C端口喷出,若单个离子的质量为m,电量为q,忽略离子间的相互作用力,忽略空间其他外力的影响,忽略离子喷射对卫星质量的影响。请完成下列计算任务: (1)正离子经电场加速后,从C端口喷出的速度v是多大? (2)推进器开启后飞船受到的平均推力F是多大? (3)如果沿垂直于飞船速度的方向进行推进,且推进器
工作时间极短,为了使飞船回到预定的飞行方向,离子推进
器喷射出的离子数N为多少?
2.如图所示,两条无限长且光滑的平行金属导轨
的电阻为零,相距l=0.4m,水平放置在方向竖直向下、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,
两金属棒长度与导轨宽度相同,电阻均为R=0.5
,垂直地跨放在导轨上,
的质最为m1=0.4kg,
的质量为m2=0.1 kg,开始将
棒锁定在导轨上,给
棒一个向左的瞬时冲量,以初速度
5 m/s开始滑动,当速度降为
=10 m/s时,将对
棒的锁定解除。 (1)在解除对
棒的锁定前,电路中一共产生了多少焦耳热?(2)在
刚开始运动时,
棒的加速度多大?(3)
棒能获得的最大速度是多大?
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