Question

11．有一質(zhì)量為M，半徑為R的密度均勻球體，在距離球心O為2R的地方有一質(zhì)量為m的質(zhì)點，現(xiàn)從M中挖去一半徑為$\frac{R}{2}$的球體，如圖所示，求剩下部分對m的萬有引力F為多大？

Answer 1

分析 用沒挖之前球?qū)�質(zhì)點的引力，減去被挖部分對質(zhì)點的引力，就是剩余部分對質(zhì)點的引力．

解答 解：在小球內(nèi)部挖去一個半徑為$\frac{1}{2}$R的球體，挖去小球的質(zhì)量為：m′=$（\frac{0.5R}{R}）^{3}$M=$\frac{1}{8}$M，
挖去小球前球與質(zhì)點的萬有引力：F″=G$\frac{Mm}{（2R）^{2}}$=$\frac{GMm}{4{R}^{2}}$，
被挖部分對質(zhì)點的引力為：F′=G$\frac{\frac{1}{8}Mm}{（\frac{3}{2}R）^{2}}$=$\frac{GMm}{18{R}^{2}}$，
則剩余部分對m的萬有引力：F=F″-F′=$\frac{7GMm}{36{R}^{2}}$；
答：剩下部分對m的萬有引力F為：$\frac{7GMm}{36{R}^{2}}$．

點評 本題的關(guān)鍵就是要對挖之前的引力和挖去部分的引力計算，而不是直接去計算剩余部分的引力，因為那是一個不規(guī)則球體，其引力直接由公式得到．