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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
$2019$年$4$月$10$日,世界上第一张黑洞照片诞生了,证实了神秘天体黑洞的存在。黑洞是宇宙中质量巨大的一类天体,连光都无法逃脱它的引力束缚。取两天体相距无限远时引力势能为零,引力势能表达式为$E_{p}=-\dfrac{GMm}{r}$,已知地球半径$R=6400\;\rm km$,光速$c=3\times 10^{8}\;\rm m/s$。设想把地球不断压缩(保持球形不变),刚好压缩成一个黑洞时,地球表面的重力加速度约为$(\qquad)$

$7\\times 10^{17}\\;\\rm m/s^{2}$
","$7\\times 10^{18}\\;\\rm m/s^{2}$
","$4.9\\times 10^{18}\\;\\rm m/s^{2}$
","$4.9\\times 10^{17}\\;\\rm m/s^{2}$
"]根据单位换算:$R=6400\;\rm km=6.4\times 10^{6}m$;在地球表面有:$G\dfrac{Mm}{R^{2}} =mg$,解得:$GM=gR^{2}$,连光都无法逃脱它的引力束缚,故有:$\dfrac{1}{2}m'c^{2}= \dfrac{GMm'}{r}$,解得:$\dfrac{1}{2}c^{2}= \dfrac{GM}{r}$
把地球不断压缩后:$G\dfrac{Mm}{r^{2}}=mg'$,解得:$GM=g^\prime r^{2}$,联立以上式子解得:$g'=\dfrac{c^{4}}{4gR^{2}}$,则:$g'≈4.9\times 10^{18}\;\rm m/s^{2}$,故$\rm C$正确,$\rm ABD$错误。
故选:$\rm C$。
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