23.(12分)如图所示,将质量均为m厚度不计的两物块A、B用轻质弹簧相连接,只用手托着B物块于H高处,A在弹簧弹力的作用下处于静止后,将弹簧锁定.现由静止释放A、B 两物块,B物块着地时速度立即变为零,与此同时解除弹簧锁定,在随后的过程中,当弹簧恢复到原长时A物块运动的速度为υ0,且B物块恰能离开地面但不能继续上升.已知弹簧具有相同形变量时弹性势能也相同.求:
(1)B物块着地后,A在随后的运动过程中,A所受合外力为零时的速度υ1;
(2)从B物块着地到B物块恰能离开地面但不继续上升的过程中,A物块运动的位移Δx;
(3)第二次用手拿着A、B两物块,使得弹簧竖直并处于原长状态,此时物块B离地面的距离也为H,然后由静止同时释放A、B两物块,B物块着地后速度同样立即变为零.求第二次释放A、B后,B刚要离地时A的速度υ2.
(3)恒星演化到末期,如果其质量大于太阳质量ms的两倍,它将有可能成为黑洞。若可见星A的速率v=2.7105m/s,运行周期T=4.7л×104s,质量m1=6mS,试通过估算来判断暗星有可能成为黑洞吗?(G=6.67×10-11N?m/kg2,mS=2.0×1030kg)
22. (11分)神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系麦哲伦云时,发现了LMCX双星系统,它有可见星A和不可见星B构成,两星可视为质点,不考虑其他天体的影响,A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,如图6所示。引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期。
(1)可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m/的星体(视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1、m2。试求m/的表达式(用m1、m2表示)
(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式。
21.(10分)如图所示,在xoy平面内,MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场,y轴上离坐标原点4 L的A点处有一电子枪,可以沿+x方向射出速度为v0的电子(质量为m,电量为e)。如果电场和磁场同时存在,电子将做匀速直线运动.如果撤去电场,只保留磁场,电子将从x轴上距坐标原点3L的C点离开磁场.不计重力的影响,求:
(1)磁感应强度B和电场强度E的大小和方向;
(2)如果撤去磁场,只保留电场,电子将从D点
(图中未标出)离开电场,求D点的坐标;
(3)电子通过D点时的动能。
20. (8分)如图20所示,ABCD为表示竖立放在场强为E=104V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD部分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切A为水平轨道的一点,而且把一质量m=100g、带电q=10-4C的小球,放在水平轨道的A点上面由静止开始被释放后,在轨道的内侧运动。(g=10m/s2)
求:
(1)它到达C点时的速度是多大?
(2)它到达C点时对轨道压力是多大?
(3)小球所能获得的最大动能是多少?
19. (6分)质量为3×106kg的列车,在恒定的额定功率下,沿干直的轨道由静止出发,在运动过程中受到的阻力恒定,经1×103s后达到最大行驶速度72km/h.此时司机关闭发动机,列车继续滑行4km停下来.求:
(1)关闭发动机后列车加速度的大小;
(2)列车在行驶过程中所受阻力的大小;
(3)列车的额定功率;
(4)列车在加速过程中通过的距离.
18.(6分)一质量M=0.2kg的长木板静止在水平面上,长木板与水平面间的动摩擦因数μ1=0.1,一质量m=0.2kg的小滑块以v0=1.2m/s的速度从长木板的左端滑上长木板,滑块与长木板间的动摩擦因数μ2=0.4(如图所示)。求:
⑴经过多少时间小滑块与长木板速度相同?
⑵从小滑块滑上长木板到最后静止下来的过程中,小滑块相对地面滑动的距离为多少?(滑块始终没有滑离长木板)
17. (6分)如图所示,在汽车的顶部用不可伸长的细线悬挂一个质量m的小球,以大小为v0的初速度在水平面上向右做匀减速直线运动,经过时间t,汽车的位移大小为s(车仍在运动).求:
(1)汽车运动的加速度大小;
(2)当小球相对汽车静止时,细线偏移竖直方向的夹角(用反三角函数表示);
(3)汽车速度减小到零时,若小球距悬挂的最低点高度为h,O'点在O点的竖直下方.此后汽车保持静止,当小球摆到最低点时细线恰好被拉断.证明拉断细线后,小球在汽车水平底板上的落点与O'点间的水平距离s与h的平方根成正比.