游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来。我们可以把它抽象成如图所示的由曲面轨道和圆轨道平滑连接的模型(不计摩擦和空气阻力)。若质量为m的小球从曲面轨道上的P点由静止开始下滑,并且可以顺利通过半径为R的圆轨道的最高点A。已知P点与B点的高度差h=3R,求:
(1)小球通过最低点B时速度有多大?
(2)小球通过B点时受到圆轨道支持力有多大?
(3)若小球在运动中需要考虑摩擦和空气阻力,当小球从P点由静止开始下滑,且刚好通过最高点A,则小球从P点运动到A点的过程中克服摩擦和空气阻力所做的功是多少?
已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g ,不考虑地球自转的影响。求:
(1)推导第一宇宙速度v1 的表达式;
(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为h ,卫星的运行周期T的表达式。
将一质量m=0.5kg的物体从高处以水平初速度v0=5m/s抛出,不计空气阻力,g取10 m/s2 ,求:(1)在运动的最初2s内重力对物体做的功是多少?
(2)最初2s内重力对物体做功的平均功率是多少?
(3)第2 s末,重力对物体做功的瞬时功率是多少?
两个放在绝缘架上的相同金属球,相距为r ,球的半径比r小得多,带电量大小分别为q和3q,相互斥力为3F。现将这两个金属球相接触,然后分开,仍放回原处,则它们之间的相互作用力将变为_________F。
如图,竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上,上端与轻质平板相连,平板与地面间的距离为 ,现将一质量为m的物块,轻轻地放在平板中心,让它从静止开始往下运动,直至物块速度为零时平板与地面间的距离为,则此时弹簧的弹性势能Ep= ________。
在天体运动中将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。已知某双星系统,它们绕连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动, 其质量分别为m和m,则它们的角速度ω1 :ω2 =_________,线速度v:v=_________。