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如图5-1-2所示,在一个半径为R、质量为M的均匀球体中,紧贴球的边缘挖去一个半径为R/2的球形空穴后,剩余的阴影部分对称地位于球心和空穴中心连线上.与球心相距d的质点m的引力是多大?

图5-1-2

思路分析:挖去空穴后剩余部分已不再是质量均匀分布的球体,无法求r,不能直接应用万有引力公式计算引力.如果将挖去的部分填补上成为匀质球后,由万有引力公式可求解,再据力的合成与分解求剩余部分对m的引力.

解析:把整个球体对质点的引力F看成是挖去的小球体对质点的引力F1和剩余部分对质点的引力F2之矢量和,即F=F1+F2

填补上空穴的完整球体对质点m的引力为F=

挖去的半径为R/2的小球体的质量为M′,则M′=ρ×

F1=

挖去球穴后的剩余部分对球外质点m的引力

F2=F-F1=.

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如图5-1-2所示的伽利略理想斜面实验中,小球速度为零时的高度hB与它出发时的高度hA相同,我们把这一事实说成是“有某一量是守恒的”,下面说法正确的是(    )

5-1-2

A.在小球运动过程中,它的速度大小是守恒的

B.在小球运动过程中,它的重力势能是守恒的

C.在小球运动过程中,它的动能是守恒的

D.在小球运动过程中,能量是守恒的

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如图5-1-2所示,在伽利略实验中,如果空气阻力和摩擦阻力不能忽略,人们要寻找的守恒量还存在吗?

5-1-2

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如图5-1-2所示,两球的半径分别为r1和r2,均小于r,而球的质量分布均匀,大小分别为m1、m2,则两球间的万有引力大小为(    )

5-1-2

A.Gm1m2/r2                                                      B.Gm1m2/r12

C.Gm1m2/(r1+r22                                         D.Gm1m2/(r1+r2+r)2

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如图5-1-2所示,拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法.如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m,那么下列说法正确的是(  ).

A.轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功

B.轮胎受到的重力对轮胎做了正功

C.轮胎受到的拉力对轮胎不做功

D.轮胎受到地面的支持力对轮胎做了正功

图5-1-2

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