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【題目】牛頓說:“我們必須普遍地承認,一切物體,不論是什么,都被賦予了相互引力的原理”。任何兩個物體間存在的相互作用的引力,都可以用萬有引力定律計算,而且任何兩個物體之間都存在引力勢能,若規定物體處于無窮遠處時的勢能為零,則二者之間引力勢能的大小為,其中m1m2為兩個物體的質量, r為兩個質點間的距離(對于質量分布均勻的球體,指的是兩個球心之間的距離),G為引力常量。設有一個質量分布均勻的星球,質量為M,半徑為R

1)該星球的第一宇宙速度是多少?

2)為了描述電場的強弱,引入了電場強度的概念,請寫出電場強度的定義式。類比電場強度的定義,請在引力場中建立“引力場強度”的概念,并計算該星球表面處的引力場強度是多大?

3)該星球的第二宇宙速度是多少?

4)如圖所示是一個均勻帶電實心球的剖面圖,其總電荷量為+Q(該帶電實心球可看作電荷集中在球心處的點電荷),半徑為RP為球外一點,與球心間的距離為r,靜電力常量為k。現將一個點電荷-q(該點電荷對實心球周圍電場的影響可以忽略)從球面附近移動到p點,請參考引力勢能的概念,求電場力所做的功。

【答案】(1);(2);(3);(4)

【解析】

(1)設靠近該星球表面做勻速圓周運動的衛星的速度大小為,萬有引力提供衛星做圓周運動的向心力

解得:

(2)電場強度的定義式

設質量為m的質點距離星球中心的距離為r,質點受到該星球的萬有引力

質點所在處的引力場強度

該星球表面處的引力場強度

(3)設該星球表面一物體以初速度向外拋出,恰好能飛到無窮遠,根據能量守恒定律

解得:

(4)點電荷-q在帶電實心球表面處的電勢能

點電荷-qP點的電勢能

點電荷-q從球面附近移動到P點,電場力所做的功

解得:

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示。輕質彈簧的一端與固定的豎直板P拴接,另一端與物體A相連,物體A靜止于光滑水平桌面上,右端接一細線,細線繞過光滑的定滑輪與物體B相連。開始時用手托住B,讓細線恰好伸直然后由靜止釋放B,直至B獲得最大速度。下列有關該過程的分析正確的是(  )

A.B物體的動能增加量等于B物體重力勢能的減少量

B.B物體機械能的減少量等于彈簧的彈性勢能的増加量

C.A的動能先增大后減小

D.細線拉力對A做的功等于A物體與彈簧所組成的系統機械能的增加量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是( )

A. 當障礙物或孔的尺寸比波長大或差不多時,才能發生明顯的衍射現象

B. 不鳴笛的汽車向你駛來時聽到的頻率不等于喇叭發聲頻率是屬于聲波的干涉現象

C. 頻率相同的兩列波相遇,波谷和波谷相遇處為振動加強點

D. 增大單擺的擺長,單擺擺動的頻率將減小

E. 彈簧振子的振幅越小,其振動頻率將保持不變

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【題目】重元素的放射性衰變共有四個系列,分別是U238系列(開始到穩定的為止)Th232系列、U235系列及Np237系列(開始到穩定的為止),其中,前三個系列都已在自然界找到,而第四個系列在自然界一直沒有被發現,只是在人工制造出Np237后才發現的,下面的說法正確的是

A. 的中子數比中子數少20

B. ,共發生7α衰變和4β衰變

C. Np237系列中所有放射性元素的半衰期隨溫度的變化而變化

D. 是不同的元素

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2017年諾貝爾物理學獎授予了三位美國科學家,以表彰他們為發現引力波所作的貢獻。引力波被認為是時空彎曲的一種效應,物體加速運動時會給宇宙時空帶來擾動,這種擾動會以光速向外傳播能量。如圖為科學家們探測引力波的裝置示意圖,發射器發出的激光S 經半透光分束鏡分為相互垂直的兩束S1S2,然后經過4km長的兩臂,在兩臂端點處經反射鏡反射回來,S1S2相遇形成干涉,被探測器接收。精確調節兩臂,使探測器在無引力波作用時,接收到的信號強度為0。當有引力波作用時,兩臂長度將因此而發生改變,則接收到的信號強度不為0下列說法正確的是

A. 引力波可以超光速傳播

B. 引力波不能傳播能量

C. 探測器接收到的兩束波的頻率相同

D. 無引力波作用時兩束激光到探測器的路程差為0

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一光滑的輕滑輪用細繩OO'懸掛于O點;另一細繩跨過滑輪,其一端懸掛物塊a,另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b。外力F向右上方拉b,整個系統處于靜止狀態。若F方向不變,大小在一定范圍內變化,物塊b仍始終保持靜止,則

A. OO'的張力也在一定范圍內變化

B. 物塊b所受到的支持力也在一定范圍內變化

C. 連接ab的繩的張力也在一定范圍內變化

D. 物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內變化

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【題目】在豎直平面內,支在原點的一根彎桿,其形狀可以用函數來描寫,為有長度量綱的非零正常數,在桿上穿一滑塊,桿與滑塊間的靜摩擦因數為,如圖所示。

(1)不考慮摩擦,求滑塊的高度為時,它在沿桿方向的加速度的大小,下列5種答案中有一個是正確的,試作出判斷并說明理由:

(2)考慮摩擦,但桿不動,在什么情況下滑塊可以在桿上靜止?(用表示)

(3)現在設桿以角速度軸勻速轉動,且有關系,這時滑塊可以在何處相對于桿靜止?

(4)則滑塊不滑動的條件又如何?

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【題目】如圖所示,空間存在兩塊平行的彼此絕緣的帶電薄金屬板AB,間距為d,中央分別開有小孔OP。現有甲電子以速率v0O點沿OP方向運動,恰能運動到P點。下列說法正確的是(  )

A.若僅將B板向右平移距離d,則金屬板AB間的電壓將變為原來的2

B.若僅將B板向右平移距離d,再將甲電子仍然以速率v0O點沿OP方向運動,甲電子仍然恰能運動到P′點

C.若僅將B板向右平移距離d,再將乙電子從P′點由靜止釋放,則甲、乙兩電子在板間運動時的加速度不同

D.若僅將B板向右平移距離d,再將乙電子從P′點由靜止釋放,則乙電子運動到O點的速率為2v0

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【題目】一列簡諧波沿直線傳播,先后經過ab兩點,ab兩點間距為1m,如圖甲為a點振動圖象,如圖乙為b點振動圖象。下列說法正確的是( 

A.波的周期為4s

B.波的速度可能為0.25m/s

C.波的速度可能為1m/s

D.t=1s時,b點向y軸負方向運動

E.04s內,a點經過的路程為4m

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