题目内容
20.土星周围有壮视的“光环”,组成环的颗粒物是大小不等、线度从1μm到10 m的尘埃和岩石,这些颗粒物类似于卫星,绕土星做圆周运动,它们到土星中心的距离从7.3×104 km延伸到1.4×105 km,这些颗粒物从内到外(轨道半径小的为内,不名考虑环中颗粒物间的相互作用( )A. | 周期逐渐减小 | B. | 角速度逐渐增大 | ||
C. | 线速度逐渐增大 | D. | 向心加速度逐渐减小 |
分析 研究颗粒绕土星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式.
根据题意表示出要比较的物理量,再根据已知条件进行比较.
解答 解:A、研究颗粒绕土星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:$\frac{GMm}{{R}^{2}}$=m$\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$R;
解得T=$2π\sqrt{\frac{{R}^{3}}{GM}}$,其中M为土星的质量;颗粒到土星中心的距离R增大,组成环的颗粒的周期增大.故A错误;
B、研究颗粒绕土星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:$\frac{GMm}{{R}^{2}}$=mω2R;
解得ω=$\sqrt{\frac{GM}{{R}^{3}}}$,其中M为土星的质量;颗粒到土星中心的距离R增大,组成环的颗粒的角速度减小,故B错误;
C、研究颗粒绕土星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:$\frac{GMm}{{R}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{R}$;
解得v=$\sqrt{\frac{GM}{R}}$,其中M为土星的质量;
颗粒到土星中心的距离R增大,组成环的颗粒的线速度减小,故C错误;
D、由万有引力提供向心加速度,则:ma=$\frac{GMm}{{R}^{2}}$,颗粒到土星中心的距离R增大,组成环的颗粒的向心加速度减小.故D正确;
故选:D
点评 比较一个物理量,我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来,再根据表达式进行比较.
向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用.
练习册系列答案
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9.如图所示,质量均为M的物块A、B叠放在一起,放在光滑的水平桌面上.A、B之间的动摩擦因数为μ,物块B通过光滑定滑轮与质量为m的物块C相连.A、B之间的最大静摩擦力,重力加速度为g,轻绳与桌面平行.下列说法正确的是( )
A. | 要使得物块A、B之间发生相对滑动,物块C的质量m应大于$\frac{μM}{1-μ}$ | |
B. | 若物块A、B未发生相对滑动,物块A受到的摩擦力大小为$\frac{Mmg}{2M+m}$ | |
C. | 物块A运动的最大加速度为μg | |
D. | 轻绳对定滑轮的作用力大小为$\sqrt{2}mg$ |
8.下列说法正确的是( )
A. | 物体质量越大惯性越大 | |
B. | 人在静止时没有惯性,运动起来才有惯性 | |
C. | 太空中处于失重状态的物体没有惯性 | |
D. | 物体的速度越大,其惯性越大 |
15.如图所示,水平推力F使物体静止于斜面上,则( )
A. | 物体一定只受3个力的作用 | |
B. | 物体可能只受3个力的作用 | |
C. | 物体一定受到沿斜面向下的静摩擦力的作用 | |
D. | 物体一定受到沿斜面向上的静摩擦力的作用 |
12.如图所示,A、B分别为电子钟分针和时针的端点,在电子钟正常工作时( )
A. | A点的角速度小于B点的角速度 | B. | A点的角速度大于B点的角速度 | ||
C. | A点的线速度等于B点的线速度 | D. | A点的线速度小于B点的线速度 |
9.物理学中把物体的质量m和速度v的乘积定义为动量,用P表示,关于P的单位正确的是( )
A. | Pa | B. | N/m2 | C. | kg•m/s | D. | N•s |