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理论上已经证明:质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零.现假设地球是一半径为...

理论上已经证明:质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零.现假设地球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体,O为球心,以O为原点建立坐标轴Ox,如图所示.一个质量一定的小物体(假设它能够在地球内部移动)在x轴上各位置受到的引力大小用F表示,则选项图所示的四个Fx的变化关系图正确的是( )

A.     B.     C.     D.

 

A 【解析】试题分析:根据题意知,地球表面的重力加速度等于半径为R的球体在表面产生的加速度,在其内部距离地心距离为r处一点的加速度相当于半径为r的球体在其表面产生的加速度,根据地球质量分布均匀得到加速度的表达式,再根据半径关系求解即可. 【解析】 令地球的密度为ρ,则在地球表面,重力和地球的万有引力大小相等,有:g= 由于地球的质量为M=, 所以重力加速度的表达式可写成:g=. 根据题意有,质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,受到地球的万有引力即为半径等于r的球体在其表面产生的万有引力,g′= 当r<R时,g与r成正比,当r>R后,g与r平方成反比.即质量一定的小物体受到的引力大小F在地球内部与r成正比,在外部与r的平方成反比. 故选:A. 【点评】抓住在地球表面重力和万有引力相等,在矿井底部,地球的重力和万有引力相等,要注意在地球内部所谓的地球的质量不是整个地球的质量而是半径为r的球体的质量.  
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考点分析:
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对于环绕地球做圆周运动的卫星来说,它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化,某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T关系作出如图所示图象,则可求得地球质量为(已知引力常量为G)( )

A.     B.

C.     D.

 

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“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱,乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是

A. 摩天轮转动过程中,乘客的机械能保持不变

B. 在最高点,乘客重力大于座椅对他的支持力

C. 摩天轮转动一周的过程中,乘客重力的冲量为零

D. 摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变

 

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一质量为m的物体静止在光滑水平面上,在水平力F作用下,经时间t,通过位移L后,动量变为P、动能变为Ek.若上述过程F不变,物体的质量变为,以下说法正确的是(  )

A. 经过时间2t,物体动量变为2P    B. 经过位移2L,物体动量变为2P

C. 经过时间2t,物体动能变为4Ek    D. 经过位移2L,物体动能变为4Ek

 

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一台质谱仪的工作原理如图所示.大量的甲、乙两种离子飘入电压为U0的加速电场,其初速度几乎为0,经过加速后,通过宽为L的狭缝MN沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片上.已知甲、乙两种离子的电荷量均为+q,质量分别为2mm,图中虚线为经过狭缝左、右边界M、N的甲种离子的运动轨迹.不考虑离子间的相互作用.

(1)求甲种离子打在底片上的位置到N点的最小距离x

(2)在答题卡的图中用斜线标出磁场中甲种离子经过的区域,并求该区域最窄处的宽度d

(3)若考虑加速电压有波动,在()到()之间变化,要使甲、乙两种离子在底片上没有重叠,求狭缝宽度L满足的条件.

 

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如图所示,两个半圆柱AB紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为R.C的质量为mAB的质量都为,与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,直至C恰好降到地面.整个过程中B保持静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.求:

1未拉A时,C受到B作用力的大小F

2动摩擦因数的最小值μmin

3A移动的整个过程中,拉力做的功W.

 

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