两个质量均为M的星体,其连线的垂直平分线为AB,O为两星体连线的中点,两个质量均为M的星体,其连线的

发布时间:2021-02-25 04:33:45

两个质量均为M的星体,其连线的垂直平分线为AB,O为两星体连线的中点,两个质量均为M的星体,其连线的垂直平分线为AB,O为两星体连线的中点,一个质量为m的物体从O沿OA 方向运动,它受到的万有引力大笑变化情况是先增大、后减小.则 在什么位置 物体所受引力最大?

网友回答

其实作受力分析,它所受到的引力是每个星体对它的引力在竖直方向上分力的2倍,所以如果设m到O的距离为X,那么它到其中一个星体的距离R服从勾股定理公式:R^2 = X^2 + OM^2 ,R = √(X^2 + OM^2).
所以m受到的合力:F = 2·GMm/R^2·X/R = 2GMmX/R^3 = 2GMmX / [ √(X^2 + OM^2) ]^3 .
如果要求最大值,就是求 X / [ √(X^2 + OM^2) ]^3 这一部分的最大值,不过似乎不能马上看出X等于多少的时候是最大的,要解也不太容易,虽然看来简单.
======以下答案可供参考======
供参考答案1:
前面的如1楼,可通过求导,令导数等于0求最大值,
导数为[(x^2+OM^2)^3/2-3*x^2*(x^2+OM^2)^1/2]/(x^2+OM^2)^3/2,
令其等于0,
得2*x^2=OM^2,
即x=√2/2*OM时引力最大 ,OM为m和M之间的距离
供参考答案2:
设OA长度为L,在OA距离为x时万有引力最大,,则物体受到的万有引力可以表示为
F=GMm/(x*x)-GMm/[(2L-X)*(2L-X)]
后面就是用数学方法了
供参考答案3:
B 如图所示,设两个星体之间的距离为2L,小物体在移动过程某一位置如图所示,夹角为θ,则星体和物体间的距离为图示中的L/sinθ,所以根据万有引力定律得到:物体受到其中一个星体的引力为F引=G=G,所以受到两个星体的万有引力合力为F=2F引cosθ=2G,由数学知识得到该表达式是先增大后减小的,所以得到该物体受到两个星体的引力的合力先增大后减小,所以选项A、C是错误的,选项B是正确的.当物体m与两星体间距离均为d时,即夹角θ=30°,代入上面表达式,可以得到万有引力的合力大小为G,所以选项D错误.
供参考答案4:
物体放于O点时,由于两星体对物体的万有引力大小相等、方向相反,互相抵消,当物体置于无穷远处时,万有引力都为零,把物体放在其他点时,万有引力及合力都不是零,因此选项D正确.本题运用了极限法、假设法,因为万有引力的合力一直增大,那么最后不可能为零,一开始是零,不可能再减小,显而易见,合理的只有选项D,运用适当的方法可以避开复杂的数学计算.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!