Question

19．2015年8月28日，美國6位科學家模擬太空旅行，將在“火星”待1年．他們的目標是：為人類在火星生活做準備．假設火星是一個均勻帶負電的球體．將一帶負電的粉塵置于該星球表面高h處，粉塵恰好處于懸浮狀態(tài)．現(xiàn)將同樣的帶電粉塵帶到距星球表面2h處無初速度釋放，則此帶電粉塵將（　�。�

• A． 向星球地心方向下落
• B． 被推向太空，遠離星球
• C． 仍在那里懸浮
• D． 沿星球自轉的線速度方向飛出

Answer 1

分析 帶負電的粉塵恰能懸浮，是因為重力與電場力大小相等，方向相反．由公式可得：它們除與各自質量、電量有關系外，還與兩者的中心間距有關，當改變間距時，質量與電量沒變，結合萬有引力定律個庫侖定律即可正確解答．

解答 解：將帶電粉塵置于該星球表面h高處，該粉塵恰好處于懸浮狀態(tài)．知萬有引力與靜電力平衡，宇航員又將此粉塵帶至距該星球表面2h高處，由于庫侖力${F}_{q}=\frac{kQq}{{r}^{2}}$與萬有引力${F}_{G}=\frac{GMm}{{r}^{2}}$，都是與距離的平方成反比，受力平衡與高度無關，仍然處于懸浮狀態(tài)．
故選：C

點評 庫侖力和萬有引力二力平衡，并且?guī)靵隽εc萬有引力都是與距離的平方成反比，所以小球的平衡狀態(tài)與高度無關，這是解本題的關鍵．