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如图所示,离质量为M、半径为R、密度均匀的球体表面R远处有一质量为m的质点,此时M对m的万有引力为F1;当从M中挖去一半径为r=12R的球体时,剩下部分对m的万有引力为F2.则F1与

网友投稿  2022-10-06 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示,离质量为M、半径为R、密度均匀的球体表面R远处有一质量为m的质点,此时M对m的万有引力为F1;当从M中挖去一半径为r=
1
2
R的球体时,剩下部分对m的万有引力为F2.则F1与F2之比是多少?
魔方格

◎ 答案

质点与大球球心相距2R,其万有引力为F1,则F1=G
Mm
(2R)2
=
1
4
G
Mm
R2

大球质量M=ρ×
4
3
πR 3,挖去的小球质量M′=ρ×
4
3
π(
R
2
3
即M′=
1
8
ρ×
4
3
πR3=
M
8

小球球心与质点间相距
3
2
R,小球与质点间的万有引力为:
F1′=G
M′m
(
3
2
R)
2
=
1
18
G
Mm
R2

则剩余部分对质点m的万有引力为:
F2=F1-F1′=
1
4
G
Mm
R2
-
1
18
G
Mm
R2
=
7
36
G
Mm
R2
 
故 
F1
F2
=
9
7

答:F1与F2之比是9:7.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,离质量为M、半径为R、密度均匀的球体表面R远处有一质量为m的质点,此时M对m的万有引力为F1;当从M中挖去一半径为r=12R的球体时,剩下部分对m的万有引力为F2.则F1与…”主要考查了你对  【万有引力定律的其他应用】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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