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如图6-3-3所示,在半径为R、质量为M的铅球中,挖出一个半径为的球形空穴.在距球心Od的地方,有一个质量为m的质点.求两者之间的万有引力.

图6-3-3


解析:

本题考查对万有引力定律的灵活应用.解决问题的思路是首先设法将铅球重新填满.

因为万有引力定律公式,只能直接适用于质点之间,或者匀质球体之间,或者匀质球体与质点之间的万有引力的计算.铅球挖去一部分之后,不再是匀质球体,故不能直接运用公式计算它与质点之间的万有引力.

如果将从铅球挖去的小球重新补填回空穴中,则完整铅球对质点的万有引力为

这样,质点与空穴铅球之间的万有引力将因此而增加,并且增加的万有引力等于填入的小铅球(质量设为M′)对质点的引力.

设铅的密度为ρ,则填入的小球质量为:

M

所以,空穴铅球与质点之间的万有引力为:

.

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图4-3-3

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6-3-3

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图6-3-3

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图6-3-3

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C.保持开关S闭合,将A、B两极板靠近些

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