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考點2-庫侖力與萬有引力
07:54來自跟勇哥學物理
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各位同學大家好，歡迎來到跟勇哥學物理的直播間，本節我們繼續講靜電場的高頻考點：考點2-庫倫力與萬有引力的關係。
我們先來看庫侖力和萬有引力的公式。
通過對比公式我們就能看出兩者的相同點：
庫侖力和萬有引力都是與距離的平方成反比。
當然他們也有不同點，萬有引力它只有引力，而庫侖力它既有引力也有斥力，取決於兩個電荷的電性，同種電荷之間相互排斥，異種電荷之間會相互吸引。
另外在微觀粒子的相互作用中，萬有引力比庫侖力要弱得多，通常我們都會忽略掉萬有引力的作用。
下面我們來看一個例題。
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這個題目給我們了氫核的質量、電子的質量以及它們之間的距離，但是題目當中還有一個隱含條件，就是
氫核（即質子）和電子的電荷量是多少？
這裡涉及到一個知識點，叫做元電荷，
元電荷就是一個電子的帶電量的多少即為元電荷。用e來表示，e=1.6×10-19C，這是元電荷的帶電量，即一個電子所帶電量的多少。
質子的帶電量和電子的帶電量電量是相同的，電性正好相反，質子帶正電，電子帶負電。所以氫核和電子所帶的電荷量都是e=1.6×10-19C。
我們把它帶入到庫倫定律的公式中F=kq1q2/r2
代入數值計算可以得到:庫侖力F庫=8.2×10-8N。
具體的計算在這兒勇哥就不演示了，請大家一定要認真地計算一遍。
然後我們再求萬有引力的大小 F萬=Gm1m2/r2，
同學們可以看上面的知識卡片，把萬有引力常量G代入題幹當中，已知的氫核和電子的質量和他們之間的距離，
帶入之後可以得到萬有引力的大小 F庫=3.6×10-47N，
通過計算得到庫侖力F庫=8.2×10-8N，萬有引力F萬=3.6×10-47N，
他們兩個差了很多倍，常我們都是求出它們之間相差的數量級，F庫/F萬= 2.3×1039倍，
那麼可以看出庫侖力是遠遠大於萬有引力的，所以萬有引力可以忽略。
在後面的學習中，我們還會學到帶電粒子在電場或者磁場中運動，在題幹當中通常會有一句話叫忽略掉粒子所受到的重力，這跟我們今天所學到的例題是相似的。
因為在粒子運動的過程中，它所受到的電場力或洛倫茲力遠大於它自身的重力，所以在這種情況下重力就可以忽略。
當然如果可以忽略重力，題幹當中一定會明確表示。如果題幹當中已經告訴我們，重力加速度g=10m/s2，這種情況下就一定不能忽略重力，在以後我們會繼續講到。
本節除了庫倫力與萬有引力的關係之外，我們再補充講一下基本單位與導出單位。
我們一起來看一下下面變式訓練，
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我們首先再回顧一下
基本物理量和基本單位都有哪些？
在力學模塊當中我們曾經學到過，在物理量分為基本物理量和導出的物理量，對應的單位是基本單位和導出單位。
基本物理量在物理中一共只有7個，分別是長度、質量、時間、電流、熱力學溫度、物質的量和發光強度，它們對應的基本單位勇哥寫了一張知識卡片，大家可以看上面的知識卡片來回顧一下這些知識點。
除了這7個基本物理量和對應的7個基本單位之外，其他的物理量都是導出的物理量，對應的都是導出單位。
比如速度v=x/t，位移除以時間，它的單位是米每秒，就是一個導出單位，
加速度a=Δv/Δt，單位是米每二次方秒，也是導出單位，
我們再看牛頓，牛頓是用牛頓第二定律F=ma，我們就可以得到1N=1kg m/s2，所以牛頓也是一個導出單位。
除此之外，像我們學過的做功W=Fx,就可以得到1J=1kg m2/s2，
還有我們學過的功率的單位1瓦特，用國際單位如何表示？
我們也可以用這個方式去推導出來。因為功率P=W/t，我們可以用剛才的1J再除以1s，那麼1W=1J/s，用國際單位最後換算出來1W=1J/s=1kg m2/s3，這是瓦特轉換成國際單位。
在這需要提醒大家的是安培也是一個基本單位，它是電流的單位，是個基本單位。
電量（的單位）庫侖是一個導出單位，因為在7個基本單位當中，並沒有庫侖。
庫侖是怎樣導出來的？
是根據電流的定義，電荷的定向移動形成電流，它的定義是電流I=q/t，是單位時間內通過導體橫截面的電量，所以由此我們就可以得到電荷量q=It，那麼1C=1As。
有了以上這些知識點的補充，相信同學們都能夠把變式訓練解出來了。
用國際單位制中的基本單位來表示靜電力常量k的單位，這個題的正確答案應該選擇B選項。
同學們自己一定要推導一遍，把這個過程寫下來，可以在我們的討論區發給勇哥。
好，今天我們講的考點2-庫倫力與萬有引力的關係就暫時先講到這裡，謝謝大家。
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