(天体与航天器的能量问题)重力势能E_P＝mgh实际上是万有引力势能在地面附近的近似表达式，其更精确的表达式为E_P＝－GMm/r，式中G为万有引力恒量，M为地球质量，m为物体质量，r为物体到地心的距离，并以无限远处引力势能为零现有一质量为m的地球卫星，在离地面高度为H处绕地球做匀速圆周运动．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球质量未知，试求：

(1)卫星做匀速圆周运动的线速度；

(2)卫星的引力势能；

(3)卫星的机械能；

(4)若要使卫星能依靠惯性飞离地球(飞到引力势能为零的地方)，则卫星至少要具有多大的初速度？

(万有引力定律及应用)图示是我国的“探月工程”向月球发射一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”过程简图．“嫦娥一号”进入月球轨道后，在距离月球表面高为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动．

(1)若已知月球半径为R_月，月球表面的重力加速度为g_月，则“嫦娥一号”环绕月球运行的周期为多少？

(2)若已知R_月＝R_地，g_月＝g_地，则近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的多少倍？

(竖直平面内的圆周运动问题)如图所示，质量为m、电量为＋q的带电小球固定于一不可伸长的绝缘细线一端，绳的另一端固定于O点，绳长为l，O点有一电荷量为＋Q(Q≥q)的点电荷P，现加一个水平和右的匀强电场，小球静止于与竖直方向成＝30°角的A点．求：

(1)小球静止在A点处绳子受到的拉力；

(2)外加电场大小；

(3)将小球拉起至与O点等高的B点后无初速释放，则小球经过最低点C时，绳受到的拉力．

(平抛(或类平抛)运动问题)如图所示，AB为竖直墙壁，A点和P点在同一水平面上．空间存在着竖直方向的匀强电场．将一带电小球从P点以速度v向A抛出，结果打在墙上的C处．若撤去电场，将小球从P点以初速向A抛出，也正好打在墙上的C点．求：

(1)第一次抛出后小球所受电场力和重力之比

(2)小球两次到达C点时速度之比

2008年12月，天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座A*”的质量与太阳质量的倍数关系．研究发现，有一星体S2绕人马座A*做椭圆运动，其轨道半长轴为9.50×10²天文单位(地球公转轨道的半径为一个天文单位)，人马座A*就处在该椭圆的一个焦点上．观测得到S2星的运行周期为15.2年．

(1)若将S2星的运行轨道视为半径r＝9.50×10²天文单位的圆轨道，试估算人马座A*的质量M_A是太阳质量M_s的多少倍(结果保留一位有效数字)；

(2)黑洞的第二宇宙速度极大，处于黑洞表面的粒子即使以光速运动，其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚．由于引力的作用，黑洞表面处质量为m的粒子具有势能为E_p＝－G(设粒子在离黑洞无限远处的势能为零)，式中M、R分别表示黑洞的质量和半径．已知引力常量G＝6.7×10^－11 N·m²/kg²，光速c＝3.0×10⁸ m/s，太阳质量M_s＝2.0×10³⁰ kg，太阳半径R_s＝7.0×10⁸ m，不考虑相对论效应，利用上问结果，在经典力学范围内求人马座A*的半径R_A与太阳半径Rg之比应小于多少(结果按四舍五入保留整数)．

(复合场中受力＋运动＋恒定电流)两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面．质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与水平和竖直导轨之间有相同的动摩擦因数μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆也正好以某一速度向下做匀速运动，设运动过程中金属细杆ab、cd与导轨接触良好，重力加速度为g，求：

(1)ab杆匀速运动的速度v₁；

(2)ab杆所受拉力F；

(3)ab杆以v₁匀速运动时，cd杆以v₂(v₂已知)匀速运动，则在cd杆向下运动h过程中，整个回路中产生的焦耳热．

(受力＋运动＋动能定理)如图所示，倾角为的斜面上只有AB段粗糙，其余部分都光滑，AB段长为3L．有若干个相同的小方块(每个小方块视为质点)沿斜面靠在一起，但不粘接，总长为L．将它们由静止释放，释放时下端距A为2L．当下端运动到A下面距A为L/2时物块运动的速度达到最大．

(1)求物块与粗糙斜面的动摩擦因数；

(2)求物块停止时的位置；

(3)要使所有物块都能通过B点，由静止释放时物块下端距A点至少要多远？