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课堂上老师给同学们布置了这样一个题目:假设地球是一半径为R,质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。求矿井底部和地球表面处的

一、题文

课堂上老师给同学们布置了这样一个题目:假设地球是一半径为R,质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。求矿井底部和地球表面处的重力加速度大小之比。李明同学的思考过程如下: 由等式GM=gR2(G为引力常量,M为地球质量,R为地球半径,g为地球表面处的重力加速度)变形后得到,则矿井底部的重力加速度g′与地球表面处的重力加速度g大小之比。下列说法中正确的是
A.李明的答案是正确的
B.李明的答案是错误的,因为等式GM=gR2不成立
C.李明的答案是错误的,因为本题不能用等式GM=gR2求解
D.李明的答案是错误的,本题虽然能用等式GM=gR2求解,但他分析问题时出现错误

考点提示:万有引力定律

二、答案

D

试题分析:设地球的密度为ρ,则在地球表面,重力和地球的万有引力大小相等,有:g=G,由于地球的质量为:M= 则地球表面的重力加速度:g=G,根据题意有,质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,在深度为d的井底,受到地球的万有引力即为半径等于(R-d)的球体在其表面产生的万有引力,故井底的重力加速度g=G,所以,所以D正确。

三、考点梳理

知名教师分析,《课堂上老师给同学们布置了这样一个题目:假设地球是一半径为R,质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。求矿井底部和地球表面处的》这道题主要考你对 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:万有引力定律

考点名称:万有引力定律
  • 万有引力定律:

    1、内容:宇宙间的一切物体都是互相吸引的。两个物体间的引力的大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。
    2、表达式:,G=6.67×10-11 N·m2/kg2
    3、适用条件:适用于相距很远,可以看做质点的两物体间的相互作用,质量分布均匀的球体也可用此公式计算,其中r指球心间的距离。
  • 重力和万有引力的关系:

    物体重力是地球引力的一个分力。如图,万有引力F的另一个分力F1是使物体随地球做匀速圆周运动所需的向心力。越靠近赤道(纬度越低),物体绕地轴运动的向心力F1就越大,重力就越小;反之,纬度越高(靠近地球两极),物体绕地轴随地球一起运动的向心力F1就越小,重力就越大。在两极,重力等于万有引力;在赤道,万有引力等于重力加上向心力。

    ①物体的重力随地面高度h的变化情况:物体的重力近似地球对物体的吸引力,即近似等于,可见物体的重力随h的增大而减小,由G=mg得g随h的增大而减小。
    ②在地球表面(忽略地球自转影响):(g为地球表面重力加速度,r为地球半径)。
    ③当物体位于地面以下时,所受重力也比地面要小,物体越接近地心,重力越小,物体在地心时,其重力为零。
  • 开普勒行星运动定律:

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