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  • 1. (2022高三上·海淀期中) 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. (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. (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. (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

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