已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g0,不考虑地球自转的 影响并假设地球质量分布均匀且密度为
。假若在地球内部距表面深度为
的某区域存在一半径为
的球形煤炭矿区,设煤炭密度为
(小于
),则由于该煤炭矿区区域的存在,造成的地球该区域表面重力加速度的变化量的最大值是多少?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92e2554579f1bed7f3f42b873da9b43a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3eabd5f3a86afe49dcd70571e2b96cfd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/11bc05f41215f9894e11d1df0465751a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/171102a883b22fe6ca578efc8926f5b8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92e2554579f1bed7f3f42b873da9b43a.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/8/21/1702ff56-79dd-4e0a-bea0-830e54b9b3df.png?resizew=145)
14-15高一下·河北唐山·阶段练习 查看更多[5]
2014-2015学年河北唐山第一中学高一4月月考物理卷河北省衡水中学滁州分校2017-2018学年高一6月调研考试物理试题《2020-2021学年高一物理针对训练(人教版必修2)》6.3 万有引力定律粤教版(2019)必修第二册第三章第二节认识万有引力定律强化练习(已下线)第02讲 万有引力与重力及地壳内某深度的物理量求算(人间)-2024年高考物理一轮复习模型及秒杀技巧一遍过
更新时间:2018-07-08 12:27:49
|
【知识点】 空壳内及地表下的万有引力
相似题推荐
解答题
|
较难
(0.4)
名校
【推荐1】我国航天技术水平在世界处于领先地位,对于人造卫星的发射,有人提出了利用“地球隧道”发射人造卫星的构想:沿地球的一条弦挖一通道,在通道的两个出口处分别将等质量的待发射卫星部件同时释放,部件将在通道中间位置“碰撞组装”成卫星并静止下来;另在通道的出口处由静止释放一个大质量物体,大质量物体会在通道与待发射的卫星碰撞,只要物体质量相比卫星质量足够大,卫星获得足够速度就会从对向通道口射出。(以下计算中,已知地球的质量为
,地球半径为
,引力常量为G,可忽略通道AB的内径大小和地球自转影响。)
(1)如图甲所示,将一个质量为
的质点置于质量分布均匀的球形天体内,质点离球心O的距离为r。已知天体内部半径在
之间的“球壳”部分(如甲示阴影部分)对质点的万有引力为零,求质点所受万有引力的大小
。
(2)如图乙所示,设想在地球上距地心h处沿弦长方向挖了一条光滑通道AB,一个质量为m。的质点在离通道中心
的距离为x处,求质点所受万有引力沿弦AB方向的分力
;将该质点从A点静止释放,求质点到达通道中心
处时的速度大小
。
(3)如图丙所示,如果质量为m的待发射卫星已静止在通道中心
处,由A处静止释放另一质量为M的物体,物体到达
处与卫星发生弹性正碰,设M远大于m,计算时可取
。卫星从图丙示通道右侧B处飞出,为使飞出速度达到地球第一宇宙速度,h应为多大?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8fb44db1dc864ff4901be1e10da79747.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/be9b4a83b9aebebf29de0c4406ebf894.png)
(1)如图甲所示,将一个质量为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/26e93d8fb77f5bd2c0fc690752dfd771.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e6782a212e92b9a06b731577c6820077.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a847fdaef894581029cd8d386f360306.png)
(2)如图乙所示,设想在地球上距地心h处沿弦长方向挖了一条光滑通道AB,一个质量为m。的质点在离通道中心
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/12fe32dfbd66709875c5b9f79c9496da.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dd69a85baaa7a3fd478448a986f2d739.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/12fe32dfbd66709875c5b9f79c9496da.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
(3)如图丙所示,如果质量为m的待发射卫星已静止在通道中心
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/12fe32dfbd66709875c5b9f79c9496da.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/12fe32dfbd66709875c5b9f79c9496da.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/38a9d27c8828679a8c9f4a9bfbef2f67.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/21/6fae3723-fe03-4c9d-a5fc-6e035e8f7eb3.png?resizew=536)
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐2】压强表示单位面积上压力的大小,是物理学中的重要概念。
(1)请导出压强的单位Pa(帕)与基本单位m(米)、kg(千克)和s(秒)之间的关系。
(2)单个粒子碰撞在某一平面上会产生一个短暂的作用力,而大量粒子持续碰撞会产生一个持续的作用力。一束均匀粒子流持续碰撞一平面,设该束粒子流中每个粒子的质量均为m、速度大小均为v,方向都与该平面垂直,单位体积内的粒子数为n,粒子与该平面碰撞后均不反弹,忽略空气阻力,不考虑粒子所受重力以及粒子间的相互作用。求粒子流对该平面所产生的压强p。
(3)理论上可以证明:质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。利用该规律可给出一种计算恒星中心压强的模型:
恒星内部的热核反应会向外辐射大量的电磁波,当辐射所产生的扩张压力与万有引力所产生的收缩压力平衡时,恒星便稳定下来。
设想处于稳定状态的恒星是一质量分布均匀、密度为ρ、半径为R的球体。选取该恒星内部一距恒星中心为r(r≤R)、厚度为△r(△r远小于r)的小薄片A,如图所示,已知辐射所产生的扩张压力在A的内、外表面引起的压强差的绝对值为△p,引力常量为G。忽略其它天体的影响。
a.推导
和r之间的关系式,并在图中定性画出
随r变化的图像;
b.若恒星表面处扩张压力所产生的压强为零,求恒星中心处的压强pC。
(1)请导出压强的单位Pa(帕)与基本单位m(米)、kg(千克)和s(秒)之间的关系。
(2)单个粒子碰撞在某一平面上会产生一个短暂的作用力,而大量粒子持续碰撞会产生一个持续的作用力。一束均匀粒子流持续碰撞一平面,设该束粒子流中每个粒子的质量均为m、速度大小均为v,方向都与该平面垂直,单位体积内的粒子数为n,粒子与该平面碰撞后均不反弹,忽略空气阻力,不考虑粒子所受重力以及粒子间的相互作用。求粒子流对该平面所产生的压强p。
(3)理论上可以证明:质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。利用该规律可给出一种计算恒星中心压强的模型:
恒星内部的热核反应会向外辐射大量的电磁波,当辐射所产生的扩张压力与万有引力所产生的收缩压力平衡时,恒星便稳定下来。
设想处于稳定状态的恒星是一质量分布均匀、密度为ρ、半径为R的球体。选取该恒星内部一距恒星中心为r(r≤R)、厚度为△r(△r远小于r)的小薄片A,如图所示,已知辐射所产生的扩张压力在A的内、外表面引起的压强差的绝对值为△p,引力常量为G。忽略其它天体的影响。
a.推导
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/df3f4f0945f0faab372ca2cd48f70076.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/df3f4f0945f0faab372ca2cd48f70076.png)
b.若恒星表面处扩张压力所产生的压强为零,求恒星中心处的压强pC。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/2/032cae8f-1cd5-4143-8431-f26039e4b4ed.png?resizew=388)
您最近一年使用:0次
解答题
|
较难
(0.4)
【推荐3】类比是研究问题的常用方法。
(1)情境1:如图1所示,弹簧振子的平衡位置为O点,在B、C两点之间做简谐运动,小球相对平衡位置的位移x随时间t的变化规律可用方程
描述,其中
为小球相对平衡位置O时的最大位移,m为小球的质量,k为弹簧的劲度系数。请在图2中画出弹簧的弹力F随位移x变化的示意图,并求出小球从C点到O点的时间。
a.根据电荷均匀分布的球壳内试探电荷所受库仑力的合力为零,利用库仑力与万有引力的表达式的相似性和相关力学知识,在图3中画出质量为m的小球所受万有引力F与小球到球心之间的距离r的图像,并标出
时的纵坐标;
(1)情境1:如图1所示,弹簧振子的平衡位置为O点,在B、C两点之间做简谐运动,小球相对平衡位置的位移x随时间t的变化规律可用方程
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5cfda3b67cd67108e8bce6d89f3702f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/df6762931413692d04c2db6cbf6e8d2f.png)
a.根据电荷均匀分布的球壳内试探电荷所受库仑力的合力为零,利用库仑力与万有引力的表达式的相似性和相关力学知识,在图3中画出质量为m的小球所受万有引力F与小球到球心之间的距离r的图像,并标出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4c497918bda274b1f8bfbc4d8e17817b.png)
您最近一年使用:0次