题目内容

【题目】如图所示,a为地球赤道上的物体,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星,c为地球同步卫星。则下列说法正确的是(  )

A. 角速度的大小关系是ωa<ωb

B. 向心加速度的大小关系是aa>ab

C. 线速度的大小关系是va>vb

D. 周期的大小关系是Ta>Tb

【答案】AD

【解析】

ac角速度相同,所以ωac,而rb<rc,根据ω=可知:ωc<ωb,所以ωac<ωb,故A正确;ac的角速度相等,由a=ω2r,得:aa<ac,bc都是万有引力提供向心力,则:a=,所以ac<ab.故aa<ab.故B错误;ac比较,角速度相等,由v=ωr,可知va<vc,bc都是万有引力提供向心力,则:,即,所以vc<vb.故va<vb.故C错误;卫星c为同步卫星,所以Ta=Tc,根据T=2π/ωωc<ωb,可知Tc>Tb,所以Ta=Tc>Tb,故D正确故选AD。

练习册系列答案
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【题目】在海上有一种浮桶式波浪发电灯塔,其原理如图甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上。密闭浮桶的内置线圈与浮筒保持相对静止,随着波浪上下起伏,线圈相对于磁体沿竖直方向运动,且始终处于磁场中。浮桶下部始终浸没在海水中,且上部始终没有进入海水中,其外侧圆周的横截面积(如图乙中阴影部分所示)为S。

(1)己知浸在海水中的浮桶受到竖直向上的浮力,浮力大小的表达式为F=ρgV,其中海水的密度为ρ,g为重力加速度,V为浮桶排开海水的体积。

a.忽略海水对浮桶的阻力,试证明浮桶在重力和浮力作用下的自由振动是简谐运动,并写明回复力系数k的表达式;

b.若某次自由振动中的振幅为0.6m,周期为6s,且t=0时,浮桶位于振动的最低点,以向上为正方向,试写出这次振动过程的位移表达式。

(2)已知海浪的周期始终为T=3.0s,海水的密度为ρ=103kg/m3。浮桶外侧圆周的横截面积(如图乙中阴影部分所示)为S=0.20m2。内置线圈的匝数N=200,固定磁体在线圈所处位置产生的辐向磁场的磁感应强度大小为B=0.20T,线圈直径D=0.40m,总电阻r=1.0Ω,该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连。取重力加速度g=10m/s2,且π2=10。

a.已知浮筒作简谐运动的固有周期公式为,其中m为振子质量,k为回复力系数。浮桶随波浪上下运动可视为受迫振动,当浮桶及线圈的总质量m为多大时,该浮桶式波浪发电机的发电功率达到最高?

b.若浮桶随波浪上下运动可视为受迫振动,振动的位移可表示为。试求此时灯泡的实际电功率P。

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