稿件来源:高途
高中 | 引力势能题目答案及解析如下,仅供参考!
必修2
第六章 万有引力与航天
6.4 万有引力理论的成就
引力势能
地球和月球间的距离为$L$,以地心作为坐标原点,沿地月连线建立$x$轴,在$x$轴上有一个探测器。仅考虑地球和月球对探测器的引力作用,可得探测器引力势能$E_{p}$随位置变化关系如图所示,已知在$x=d$处探测器的引力势能最大,则地球与月球的质量之比为$(\qquad)$

$\\left( \\dfrac{d}{L-d} \\right)^{2}$
","$\\left( \\dfrac{L-d}{d} \\right)^{2}$
","$\\left( \\dfrac{d}{L+d} \\right)^{2}$
","$\\left( \\dfrac{L+d}{d} \\right)^{2}$
"]设地球质量为$M$,月球的质量为$m$,探测器的质量为$m_{0}$,引力的合力做功与引力势能的关系$F\Delta x=-\Delta E_{p}$,可知$E_{p}-x$图线的切线斜率绝对值为$\left|\dfrac{\Delta E_{p}}{\Delta x}\right|=F$,由图可知,图像切线斜率绝对值先减小后增大,则地球和月球对探测器作用力随探测器位置$x$的增大,先逐渐减小后逐渐增大;在$x=d$处图线的切线斜率为$0$,则探测器在该处受地球和月球的引力的合力为零,即$\dfrac{GMm_{0}}{d^{2}}=G\dfrac{mm_{0}}{(L-d)^{2}}$,可得地球与月球的质量之比为$\dfrac{M}{m}=\left( \dfrac{d}{L-d} \right)^{2}$,故$\rm A$正确,$\rm BCD$错误。
故选:$\rm A$。
高中 | 引力势能题目答案及解析(完整版)