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高中物理
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综合题
1.
(2019·平谷模拟)
牛顿说:“我们必须普遍地承认,一切物体,不论是什么,都被赋予了相互引力的原理”。任何两个物体间存在的相互作用的引力,都可以用万有引力定律
计算,而且任何两个物体之间都存在引力势能,若规定物体处于无穷远处时的势能为零,则二者之间引力势能的大小为
,其中m
1
、m
2
为两个物体的质量, r为两个质点间的距离(对于质量分布均匀的球体,指的是两个球心之间的距离),G为引力常量。设有一个质量分布均匀的星球,质量为M,半径为R。
(1) 该星球的第一宇宙速度是多少?
(2) 为了描述电场的强弱,引入了电场强度的概念,请写出电场强度的定义式。类比电场强度的定义,请在引力场中建立“引力场强度”的概念,并计算该星球表面处的引力场强度是多大?
(3) 该星球的第二宇宙速度是多少?
(4) 如右图所示是一个均匀带电实心球的剖面图,其总电荷量为+Q(该带电实心球可看作电荷集中在球心处的点电荷),半径为R,P为球外一点,与球心间的距离为r,静电力常量为k。现将一个点电荷-q(该点电荷对实心球周围电场的影响可以忽略)从球面附近移动到p点,请参考引力势能的概念,求电场力所做的功。
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