(2014•黄山一模)如图甲所示,两个半径均为R,质量均为M的均匀球体靠在一起,与两球心相距均为2R的质点m受到两球对它

(2014•黄山一模)如图甲所示,两个半径均为R,质量均为M的均匀球体靠在一起,与两球心相距均为2R的质点m受到两球对它的万有引力的合力F1.现紧贴球的边缘各挖去一个半径为[R/2]的球形空穴,如图乙所示,挖去后,质点m受到的合引力为F2,则(  )
A.F2=[2/9]F1
B.F2=[4/9]F1
C.F2=[5/9]F1
D.F2=[7/9]F1
senlinjin 1年前 已收到1个回答 举报

快乐甜心 春芽

共回答了16个问题采纳率:100% 举报

解题思路:把整个球体对质点的引力看成是挖去的小球体和剩余部分对质点的引力之和.先根据万有引力定律和力的合成的法则计算出挖去之前的引力F1.再计算出挖去的球的质量,根据万有引力定律和力的合力法则计算出挖去的球对质点的引力F′,可以计算出剩余的部分对质点的引力F2,再进一步计算F1和F2之间的关系.

把整个球体对质点的引力看成是挖去的小球体和剩余部分对质点的引力之和.
其中完整的均质球体对球外质点m的引力这个引力为:
F1=
GMm
(2R)2•2cos30°=[GMm
4R2•2cos30°
此力可以看成是挖去球穴后的剩余部分对质点的引力F2与半径为
R/2]的小球对m质点的引力F′之和,即:
F1=F2+F′.
因半径为[R/2]的小球质量M′为:
M′=
4
3π(
R
2)3•ρ=[4/3π(
R
2)3•
M

4
3πR3]=[M/8]
则有:F′=G

1
8Mm
(
3
2R)2•2cos30°=[GMm
18R2•2cos30°
所以挖去球穴后的剩余部分对球外质点m的引力为:
F2=F1-F′=(
GMm
4R2-
GMm
18R2)•2cos30°=
7/36
GMm
R2]•2cos30°
所以有:
F2
F1=
7
9
故D正确、ABC错误.
故选:D.

点评:
本题考点: 万有引力定律及其应用.

考点点评: 本题关键是要能够分析清楚整个球体对质点的引力可以看成是挖去的小球体和剩余部分对质点的引力之和,同时要能够知道两个等大的力的合力等于F合=2Fcosθ2,其中F为两个等大的力,θ为两个力的夹角.

1年前

10
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 17 q. 0.677 s. - webmaster@yulucn.com