考点2-库仑力与万有引力

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　　考点2-库仑力与万有引力07:54来自跟勇哥学物理

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　　各位同学大家好，欢迎来到跟勇哥学物理的直播间，本节我们继续讲静电场的高频考点：考点2-库伦力与万有引力的关系。

　　我们先来看库仑力和万有引力的公式。

　　通过对比公式我们就能看出两者的相同点：

　　库仑力和万有引力都是与距离的平方成反比。

　　当然他们也有不同点，万有引力它只有引力，而库仑力它既有引力也有斥力，取决于两个电荷的电性，同种电荷之间相互排斥，异种电荷之间会相互吸引。

　　另外在微观粒子的相互作用中，万有引力比库仑力要弱得多，通常我们都会忽略掉万有引力的作用。

　　下面我们来看一个例题。

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　　这个题目给我们了氢核的质量、电子的质量以及它们之间的距离，但是题目当中还有一个隐含条件，就是

　　氢核（即质子）和电子的电荷量是多少？

　　这里涉及到一个知识点，叫做元电荷，

　　元电荷就是一个电子的带电量的多少即为元电荷。用e来表示，e=1.6×10-19C，这是元电荷的带电量，即一个电子所带电量的多少。

　　质子的带电量和电子的带电量电量是相同的，电性正好相反，质子带正电，电子带负电。所以氢核和电子所带的电荷量都是e=1.6×10-19C。

　　我们把它带入到库伦定律的公式中F=kq1q2/r2

　　代入数值计算可以得到:库仑力F库=8.2×10-8N。

　　具体的计算在这儿勇哥就不演示了，请大家一定要认真地计算一遍。

　　然后我们再求万有引力的大小 F万=Gm1m2/r2，

　　同学们可以看上面的知识卡片，把万有引力常量G代入题干当中，已知的氢核和电子的质量和他们之间的距离，

　　带入之后可以得到万有引力的大小 F库=3.6×10-47N，

　　通过计算得到库仑力F库=8.2×10-8N，万有引力F万=3.6×10-47N，

　　他们两个差了很多倍，常我们都是求出它们之间相差的数量级，F库/F万=2.3×1039倍，

　　那么可以看出库仑力是远远大于万有引力的，所以万有引力可以忽略。

　　在后面的学习中，我们还会学到带电粒子在电场或者磁场中运动，在题干当中通常会有一句话叫忽略掉粒子所受到的重力，这跟我们今天所学到的例题是相似的。

　　因为在粒子运动的过程中，它所受到的电场力或洛伦兹力远大于它自身的重力，所以在这种情况下重力就可以忽略。

　　当然如果可以忽略重力，题干当中一定会明确表示。如果题干当中已经告诉我们，重力加速度g=10m/s2，这种情况下就一定不能忽略重力，在以后我们会继续讲到。

　　本节除了库伦力与万有引力的关系之外，我们再补充讲一下基本单位与导出单位。

　　我们一起来看一下下面变式训练，

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　　我们首先再回顾一下

　　基本物理量和基本单位都有哪些？

　　在力学模块当中我们曾经学到过，在物理量分为基本物理量和导出的物理量，对应的单位是基本单位和导出单位。

　　基本物理量在物理中一共只有7个，分别是长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和发光强度，它们对应的基本单位勇哥写了一张知识卡片，大家可以看上面的知识卡片来回顾一下这些知识点。

　　除了这7个基本物理量和对应的7个基本单位之外，其他的物理量都是导出的物理量，对应的都是导出单位。

　　比如速度v=x/t，位移除以时间，它的单位是米每秒，就是一个导出单位，

　　加速度a=Δv/Δt，单位是米每二次方秒，也是导出单位，

　　我们再看牛顿，牛顿是用牛顿第二定律F=ma，我们就可以得到1N=1kg m/s2，所以牛顿也是一个导出单位。

　　除此之外，像我们学过的做功W=Fx,就可以得到1J=1kg m2/s2，

　　还有我们学过的功率的单位1瓦特，用国际单位如何表示？

　　我们也可以用这个方式去推导出来。因为功率P=W/t，我们可以用刚才的1J再除以1s，那么1W=1J/s，用国际单位最后换算出来1W=1J/s=1kg m2/s3，这是瓦特转换成国际单位。

　　在这需要提醒大家的是安培也是一个基本单位，它是电流的单位，是个基本单位。

　　电量（的单位）库仑是一个导出单位，因为在7个基本单位当中，并没有库仑。

　　库仑是怎样导出来的？

　　是根据电流的定义，电荷的定向移动形成电流，它的定义是电流I=q/t，是单位时间内通过导体横截面的电量，所以由此我们就可以得到电荷量q=It，那么1C=1As。

　　有了以上这些知识点的补充，相信同学们都能够把变式训练解出来了。

　　用国际单位制中的基本单位来表示静电力常量k的单位，这个题的正确答案应该选择B选项。

　　同学们自己一定要推导一遍，把这个过程写下来，可以在我们的讨论区发给勇哥。

　　好，今天我们讲的考点2-库伦力与万有引力的关系就暂时先讲到这里，谢谢大家。

　　广 告

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