设想月球是一个均匀的球体，若能精确测出其表面附近的重力加速度g值，则有助于研究月球的其它问题．近年来有一种方法能精确测出g的值，叫“对称自由下落法”，它是将测g归于测长度和时间，以稳定的氦氖激光的波长为长度标准，用光学干涉的方法测距离，以铷原子钟或其他手段测时间，能将g值测得很准确．现设想在月球地面上利用“对称自由下落法”进行测量研究，具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点向上抛小球又落至原处的时间为T₂，在小球运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点至又回到P点所用的时间为T₁，其中T₁、T₂和H可直接测得．试求：
（1）月球表面附近重力加速度g值；
（2）已知月球的半径为R，在离月球表面高也为R处有一环月卫星，求该环月卫星的环绕速度．

设想月球是一个均匀的球体，若能精确测出其表面附近的重力加速度g值，则有助于研究月球的其它问题．近年来有一种方法能精确测出g的值，叫“对称自由下落法”，它是将测g归于测长度和时间，以稳定的氦氖激光的波长为长度标准，用光学干涉的方法测距离，以铷原子钟或其他手段测时间，能将g值测得很准确．现设想在月球地面上利用“对称自由下落法”进行测量研究，具体做法是：将真空长直管沿竖直方向放置，自其中O点向上抛小球又落至原处的时间为T₂，在小球运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点至又回到P点所用的时间为T₁，其中T₁、T₂和H可直接测得．试求：
（1）月球表面附近重力加速度g值；
（2）已知月球的半径为R，在离月球表面高也为R处有一环月卫星，求该环月卫星的环绕速度．

如图1所示，真空中存在电场强度E=1.5×10³V/m、方向竖直向上的匀强电场．在电场中固定有竖直面内的光滑绝缘轨道ABC，其中AB段水平，BC段是半径R=0.5m的半圆，直径BC竖直．有两个大小相同的金属小球1和2（均可视为质点），小球2的质量m₂=3×10^-2kg、电量q=+2×10^-4C，静止于B点；小球1的质量m₁=2×10^-2kg、不带电，在轨道上以初速度v₀=

5

2

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m/s向右运动，与小球2发生弹性正碰，碰撞时间极短，取g=10m/s²，求：
（1）碰撞后瞬间小球2的速度v₂的大小
（2）小球2经过C点时，轨道对它的压力F_N的大小以及它第一次落到轨道AB上的位置距B点的距离x
（3）若只改变场强E的大小，为了保证小球2能沿轨道运动并通过C点，试确定场强E的取值范围；并在图2的坐标系中，画出小球2由B点沿轨道运动至C点的过程中，其电势能变化量△E_P与场强E的关系图象（画图时不必说明理由）