類比是研究問題常用的方法。
(1)如圖1所示,在地面上方,將質(zhì)量為m的小球用長為l的細(xì)線懸掛起來,組成一個單擺。把小球拉離平衡位置后釋放,讓其做偏角很小的振動。已知地球質(zhì)量為M,小球到地心的距離為r,萬有引力常量為G。求小球所在處的重力加速度g及單擺振動的周期T1。
(2)2022年10月31日夢天實驗艙成功發(fā)射,并于11月1日與空間站對接后實現(xiàn)在軌運行。若將圖2所示的裝置置于在軌運行的夢天實驗艙中,利用夢天實驗艙的微重力環(huán)境,研究庫侖力作用下的振動。
圖2中,質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電小球用長為l的絕緣細(xì)線懸掛起來,在其正下方固定一個電荷量為+Q的均勻帶電大球,把小球拉離平衡位置后釋放,在大球的庫侖力作用下小球做偏角很小的振動。由于振動過程中細(xì)線偏角很小,可認(rèn)為小球到固定帶電大球中心的距離始終為r,且小球受到大球的庫侖力方向不變,帶電小球的振動類似于重力場中單擺的振動。
已知靜電力常量為k,類比單擺在地面附近的振動,求帶電小球在夢天實驗艙中的振動周期T2。
(3)在歷史上,庫侖曾用類似圖2中的實驗研究了異種電荷間吸引力與距離的關(guān)系。下面我們就追尋歷史的腳步,用圖2中的裝置驗證庫侖力大小與電荷間距離的平方成反比。請說明實驗驗證的思路。
【考點】庫侖力作用下的受力平衡問題;單擺及單擺的條件.
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:122引用:1難度:0.5
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1.兩根長度相同的絕緣細(xì)線,將帶電的金屬小球A和B懸掛在O點,兩球靜止時如圖所示。則兩球電量Q和質(zhì)量m的關(guān)系一定正確的是( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/10/24 5:0:2組卷:113引用:1難度:0.5 -
2.如圖所示,水平天花板下用長度相同的絕緣細(xì)線懸掛起來的兩個相同的帶電小球A、B,左邊放一個帶正電的固定球+Q時,兩懸線都保持豎直方向,小球A與固定球+Q的距離等于小球A與小球B的距離。下列說法中正確的是( )
發(fā)布:2024/10/11 14:0:2組卷:71引用:3難度:0.7 -
3.如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為Q的帶電小球A用絕緣細(xì)線懸掛于O點,另一個電荷量未知的帶電小球B固定于O點正下方的絕緣支架上,兩小球均可視為質(zhì)點。已知繩長OA為l,O到B點的距離也為l,平衡時∠AOB=60°,重力加速度為g,靜電力常量為k,則小球B的帶電量為( ?。?/h2>
發(fā)布:2024/10/25 2:0:2組卷:87引用:2難度:0.7
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