17.卢瑟福的粒子散射实验,建立了原子的核式结构模型,原子的核式结构模型又叫原子的行星模型,这是因为“核式结构模型”与“行星模型”之间有极大的相似之处;带电粒子之间遵循库仑定律,而星体之间遵循万有引力定律,两定律有相似的表达式(即有关公式均可类比推知)。以无穷远处的电势为零电势点,点电荷周围的电势为,可推出氢原子的基态能级为-13.6eV,令距地球无穷远处的重力势能为零,试计算:
(1)质量为1t的卫星绕地表飞行,其总的机械能为多大?
16.在倾角的粗糙斜面上放一长m的盒子(如下图),盒子与斜面间的动摩擦因数,在盒子的上方放一质量等于盒子质量的小物块且与盒内表面无摩擦,放开物块后即从盒内滑下,当盒从开始位置移动多大距离时,物块才不再与盒子发生碰撞?(设碰撞时间极短,且碰撞中没有机械能损失,物体与盒在碰撞时交换速度)
15.按照经典的电子理论,电子在金属中运动的情形是这样的:在外加电场的作用下,自由电子发生定向运动,便产生了电流。电子在运动的过程中要不断地与金属离子发生碰撞,将动能交给金属离子,而自己的动能降为零,然后在电场的作用下重新开始加速运动(可看成做匀加速运动),经加速运动一段距离后,再与金属离子发生碰撞。如下左图所示,电子在两次碰撞之间走的平均距离叫自由程,用表示,电子运动的平均速度用表示,导体单位体积内自由电子的数量为,电子的质量为,电子的电荷量为,电流的表达式I,请证明金属导体的电阻率。
14.货运司机为确定汽车上所载货物的质量,采用如下方法:当汽车空载时,让汽车在平直公路上以额定功率行驶,从速度表上读出汽车达到的最大速度为,当汽车载重时,仍让汽车在平直公路上以额定功率行驶,从速度表上再读出汽车达到的最大速度为。已知汽车自身的质量为,设汽车行驶时的阻力与总重力成正比,试根据以上提供的已知量估测汽车上所载货物的质量。
13.下图为测定木板在桌面上运动的加速度的装置。在沙摆摆动第1次经过平衡位置时开始数1,当第2次与第1次同方向经过平衡位置时开始数2……当它第30次同方向经过平衡位置时测得所用的时间为29s,则此沙摆的周期为 s。图为某次实验在运动的木板上留下的沙子的痕迹,测得数据如图乙所示,则木板的加速度大小为 m/s2。
12.在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为6V、频率为50Hz的交流电源上,自由下落的重物质量为1kg,一条理想的纸带数据如下图所示,单位是cm,g取9.8m/s2,点OA之间还有几个点没画出,从起点O到打下计数点8的过程中,重力势能的减少量△Ep= J;此过程中物体动能的增量△Ek= J。