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理论证明:卫星围绕中心天体以速度v做匀速圆周运动时,如果将卫星速度突然增大到
2
v,卫星就可以摆脱中心天体的引力.由于万有引力和点电荷之间的库仑力均与距离平方成反比,所以,电子围绕原子核的运动与卫星的运动是相似的.有一质量为m、电量为-e的电子围绕电量为Q的原子核在半径为r的圆周上做匀速圆周运动,受到光的照射,电子吸收能量从而脱离原子核的吸引.回答下列问题:
(1)电子绕原子核在半径为r的圆周上做匀速圆周运动的速度是多大?
( 2 ) 电子绕原子核在半径为r的圆周上做匀速圆周运动的周期是多大?
(3)电子至少吸收多大能量才能脱离原子核的吸引?
分析:(1)根据库仑引力提供向心力,求出电子做匀速圆周运动的速度大小.
(2)根据T=
2πr
v
求出电子运行的周期.
(3)电子至少具有
2
v
才能脱离原子核的吸引,根据能量守恒求出电子至少吸收的能量.
解答:解:(1)根据牛顿第二定律得:k
Qe
r2
=m
v2
r

解得v=
kQe
mr
  
故电子绕原子核在半径为r的圆周上做匀速圆周运动的速度v=
kQe
mr
.
(2)根据T=
2πr
v
   得:T=2πr
mr
kQe

故电子绕原子核在半径为r的圆周上做匀速圆周运动的周期为2πr
mr
kQe
.
(3)电子至少具有
2
v
才能脱离原子核的吸引,
根据能量守恒得:
E+
1
2
mv2=
1
2
m(
2
v)2

解得:E=
kQe
2r
.
故电子至少吸收E=
kQe
2r
能量才能脱离原子核的吸引.
点评:解决本题的关键能够熟练运用牛顿第二定律以及能量守恒定律,当电子脱离原子核吸引可以类比于卫星脱离中心天体.
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科目:高中物理 来源: 题型:

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 (1)电子绕原子核在半径为的圆周上做匀速圆周运动的速度是多大?

  ( 2 ) 电子绕原子核在半径为的圆周上做匀速圆周运动的周期是多大?

 (3)电子至少吸收多大能量才能脱离原子核的吸引?

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  (2 ) 电子绕原子核在半径为的圆周上做匀速圆周运动的周期是多大?

 (3)电子至少吸收多大能量才能脱离原子核的吸引?

 

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科目:高中物理 来源:2011届山东省实验中学高三上学期第二次诊断性测试物理试卷 题型:计算题

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(1)电子绕原子核在半径为的圆周上做匀速圆周运动的速度是多大?
( 2 ) 电子绕原子核在半径为的圆周上做匀速圆周运动的周期是多大?
(3)电子至少吸收多大能量才能脱离原子核的吸引?

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年山东省高三上学期第二次诊断性测试物理试卷 题型:计算题

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 (1)电子绕原子核在半径为的圆周上做匀速圆周运动的速度是多大?

  ( 2 ) 电子绕原子核在半径为的圆周上做匀速圆周运动的周期是多大?

 (3)电子至少吸收多大能量才能脱离原子核的吸引?

 

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