题目内容
卢瑟福的α粒子散射实验,建立了原子的核式结构模型,原子的核式结构模型又叫原子的行星模型,这是因为“核式结构模型”与“行星模型”之间有极大的相似之处;带电粒子之间遵循库仑定律,而星体之间遵循万有引力定律,两定律有相似的表达形式.(即有关公式均可类比推知)以无穷远处的电势为零点,点电荷周围的电势为:(1)质量为1t的卫星绕地表飞行,其总机械能为多大?
(2)再补充多少能量可使它脱离地球的引力?(R地=6400km,g= 10m/s2)
(20分)解析:由点电荷周周电势的表达式可类比知:地球周围的“重力势”表达式为:
(2分)又由点电荷电势能的表达式可类比知:地球周围物体的重力势能的表达式为:
(2分)卫星做匀速圆周运动,由万有引力公式和牛顿定律得:
其动能为
(4分)其机械能为
(4分)卫星绕地表运行时,
,且
,
(2分)所以
J (2分)由电子从基态挣脱束缚需要的能量计量可以知道,要使绕地球运动的卫星挣脱地球的引力,需添加的能量是:
J (6分)
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