亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        兩平方反比力在球體(殼)模型中的強(qiáng)度公式對(duì)比

        2021-03-11 06:49:30楊天才
        數(shù)理化解題研究 2021年4期
        關(guān)鍵詞:球殼球心球體

        楊天才

        (重慶市第三十七中學(xué)校 400084)

        基金項(xiàng)目:本文系重慶市教育科學(xué)“十三五” 規(guī)劃2016年度青少年創(chuàng)新人才培養(yǎng)《普通高中培養(yǎng)青少年創(chuàng)新人才校本課程開發(fā)研究》專項(xiàng)課題階段性成果(課題編號(hào):2016-CX-14)]

        萬有引力是在1687年由牛頓發(fā)現(xiàn)的,庫侖力是法國物理學(xué)家查爾斯·庫侖在1785年發(fā)現(xiàn)的,它們都滿足與距離的平方成反比,即平方反比律,由他們?cè)谇蝮w(殼)周圍產(chǎn)生的引力場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度非常相似,在球殼內(nèi)部為零,在球體內(nèi)部強(qiáng)度與距離成正比,在球體外部與距離的平方成反比.具體見下表:

        引力場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度定義式g=GMr2E=kQr2球體空腔內(nèi)部特點(diǎn)勻質(zhì)球體在空腔內(nèi)任意一點(diǎn)位置形成的合引力場(chǎng)強(qiáng)度為零均勻帶電球殼在其內(nèi)部任意一點(diǎn)位置形成的合場(chǎng)強(qiáng)為零(法拉第圓筒實(shí)驗(yàn))勻質(zhì)(或均勻)實(shí)心球體內(nèi)部的強(qiáng)度公式(rR)g=GMr2E=kQr2勻質(zhì)(或均勻)實(shí)心球體在空間產(chǎn)生的強(qiáng)度隨離球心的距離的函數(shù)圖像圖1圖2球殼在空間產(chǎn)生的強(qiáng)度隨離球心的距離的函數(shù)圖像圖3圖4

        一、部分結(jié)論推導(dǎo)和應(yīng)用

        結(jié)論一在勻質(zhì)球體的空腔內(nèi)任意位置處,質(zhì)點(diǎn)受到的萬有引力的合力為零.

        圖5

        結(jié)論二均質(zhì)實(shí)心星球內(nèi)部某點(diǎn)的引力場(chǎng)強(qiáng)度與該點(diǎn)到星球球心的距離r成正比.

        結(jié)論三均勻?qū)嵭膸щ娗蝮w內(nèi)部某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度與該點(diǎn)到球心的距離r成正比.

        例1 (2012年高考全國卷)假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體,一礦井深度為d.已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零.礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為( ).

        點(diǎn)評(píng)題目給出了“均勻球殼對(duì)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的萬有引力合力為零”,但大多數(shù)同學(xué)沒理解這句信息而導(dǎo)致本題錯(cuò)誤率較高.其實(shí)礦井底部重力加速度可等效半徑為R-d的小“地球”表面的重力加速度,這樣就大大簡化了問題.

        例2 假設(shè)地球是一半徑為R質(zhì)量分布均勻的球體.已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零,不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響,距離地球球心為r處的重力加速度大小可能為如圖6圖像中的哪一個(gè)( ).

        圖6

        點(diǎn)評(píng)本題再一次考查對(duì)“均勻球殼對(duì)內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的萬有引力合力為零”的理解,雖然不要求推導(dǎo)這個(gè)結(jié)論的由來,但要學(xué)生直接利用這個(gè)結(jié)論來解題.

        圖7

        例3 如圖7所示是某農(nóng)家院內(nèi)打出一口深度為d的水井,如果質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零,地球可以看作是質(zhì)量分布均勻的球體,地球半徑為R,則水井底部和離地面高度為d處的重力加速度大小之比為( ).

        點(diǎn)評(píng)本題考查天上某點(diǎn)和地球里某點(diǎn)的重力加速度之比,因它們滿足不同的規(guī)律,或者說定義域不同,分段函數(shù)的函數(shù)關(guān)系就不同,這是要注意的.

        圖8

        A.M、N點(diǎn)的電勢(shì)小于O點(diǎn)的電勢(shì)

        B.M、N點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同

        點(diǎn)評(píng)均勻帶電球體可以理解為體電荷密度不變,即體電荷密度是每單位體積的電荷量,球體所帶電量之比為半徑之比的三次方,從而求球體表面的場(chǎng)強(qiáng).

        圖9

        例5 均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng).如圖9所示,在半球面AB上均勻分布正電荷,總電荷量為q,球面半徑為R,CD為通過半球頂點(diǎn)與球心O的軸線,在軸線上有M、N兩點(diǎn),OM=ON=2R,已知M點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為E,則N點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小為( ).

        點(diǎn)評(píng)本題是信息題,信息題的特點(diǎn)是起點(diǎn)高、落點(diǎn)低,理解“均勻帶電的球殼在球外空間產(chǎn)生的電場(chǎng)等效于電荷集中于球心處產(chǎn)生的電場(chǎng)”,即將面電荷等效為點(diǎn)電荷,然后用割補(bǔ)法構(gòu)建一個(gè)球殼模型與題目建立聯(lián)系順利求解.

        圖10

        例6 (2013年高考上海卷)半徑為R,均勻帶正電荷的球體在空間產(chǎn)生球?qū)ΨQ的電場(chǎng);場(chǎng)強(qiáng)大小沿半徑分布如圖10所示,圖中E0已知,E-r曲線下O-R部分的面積等于R-2R部分的面積.求:

        (1)寫出E-r曲線下面積的單位;

        (3)求球心與球表面間的電勢(shì)差ΔU;

        (4)質(zhì)量為m,電荷量為q的負(fù)電荷在球面處需具有多大的速度可以剛好運(yùn)動(dòng)到2R處.

        解析(1)根據(jù)關(guān)系式U=Ed可知,E-r曲線下面積表示電勢(shì)差,其單位是V(伏特).

        點(diǎn)評(píng)本題考查E-r圖像的意義,帶電球體周圍電場(chǎng)的規(guī)律,以及電場(chǎng)力做功等問題.根據(jù)圖像與橫軸所圍的面積在數(shù)值上表示兩點(diǎn)間電勢(shì)差,均勻帶電球體周圍的場(chǎng)強(qiáng)可以理解為在球內(nèi)部均勻增加,外部逐漸減小.

        從以上分析可以看出,萬有引力和庫侖力都是平方反比定律,由他們?cè)谇蝮w(殼)周圍產(chǎn)生的引力場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度非常相似,都在球殼內(nèi)部為零,在球體內(nèi)部強(qiáng)度與距離成正比,在球體外部與距離的平方成反比.

        猜你喜歡
        球殼球心球體
        空間分布系列球殼聲場(chǎng)耦合與輻射特性研究
        直擊多面體的外接球的球心及半徑
        計(jì)算機(jī)生成均值隨機(jī)點(diǎn)推理三、四維球體公式和表面積公式
        ?如何我解決幾何體的外接球問題
        廣告創(chuàng)意新方法——球體思維兩極法
        點(diǎn)電荷和介質(zhì)球殼系統(tǒng)的電勢(shì)分布
        例析確定球心位置的策略
        焊接殘余應(yīng)力對(duì)深潛器耐壓球殼承載能力的影響
        薄壁球殼受剛性平面壓縮的連續(xù)變形測(cè)量
        畫好草圖,尋找球心
        色伦专区97中文字幕| 高清日韩av在线免费观看| 国产激情无码视频在线播放性色| 东北老女人高潮疯狂过瘾对白| 久久精品无码一区二区三区不| 一区二区三区精品偷拍av| 青草久久婷婷亚洲精品| 四虎影视成人永久免费观看视频| 荡女精品导航| 蜜桃一区二区三区自拍视频| 成人麻豆视频免费观看| 午夜精品久久久久久毛片| 国产精品刺激好大好爽视频| 精品一区二区中文字幕| 一区二区三区国产精品乱码| 亚洲人午夜射精精品日韩| 国产精品亚洲A∨天堂不卡| 国产精品久久熟女吞精| 亚洲码欧美码一区二区三区| 日产国产精品亚洲系列| 国产久视频| 日韩精品久久午夜夜伦鲁鲁| 久久午夜无码鲁丝片午夜精品| 亚洲饱满人妻视频| 国产成人精品亚洲日本在线观看 | 91蜜桃国产成人精品区在线| 我要看免费久久99片黄色| 亚洲av无码国产精品色软件下戴| 色综合久久无码中文字幕app| 神马不卡影院在线播放| 成人片黄网站a毛片免费| 色噜噜狠狠色综合成人网| 亚洲熟妇中文字幕日产无码| 美女视频在线观看网址大全| 9 9久热re在线精品视频| 98在线视频噜噜噜国产| 亚洲一区二区视频免费看| 国产a在亚洲线播放| 精品人体无码一区二区三区 | 日本国产一区二区在线| 又嫩又硬又黄又爽的视频|