2009年10月7日电,美国宇航局(NASA)的斯皮策(Spitzer)太空望远镜近期发现土星外环绕着一个巨大的漫射环。该环比已知的由太空尘埃和冰块组成的土星环
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2009年10月7日电,美国宇航局(NASA)的斯皮策(Spitzer)太空望远镜近期发现土星外环绕着一个巨大的漫射环。该环比已知的由太空尘埃和冰块组成的土星环
题型:不详
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2009年10月7日电,美国宇航局(NASA)的斯皮策(Spitzer)太空望远镜近期发现土星外环绕着一个巨大的漫射环。该环比已知的由太空尘埃和冰块组成的土星环要大得多。据悉,这个由细小冰粒及尘埃组成的土星环温度接近-157°C,结构非常松散,难以反射光线,所以此前一直未被发现,而仅能被红外探测仪检测到。这一暗淡的土星环由微小粒子构成,环内侧距土星中心约600万公里,外侧距土星中心约1800万公里。若忽略微粒间的作用力,假设土环上的微粒均绕土星做圆周运动,则土环内侧、外侧微粒的 ( )
A.线速度之比为
B.角速度之比为1:1
C.周期之比为1:1 D.向心中速度之比为9:1
答案
AD
解析
本题考查了万有引力定律及其应用和向心力的相关知识,考查了万有引力定律及向心力公式的直接应用,难度不大,属于基础题。
根据万有引力提供向心力列出等式,表示出线速度、角速度、周期、向心加速度关系,再由轨道半径进行比较各个物理量:
A、根据万有引力提供向心力列出等式:GMm/ r
2
= mv
2
/ r;则v=
M为土星的质量,r为轨道半径,环内侧距土星中心约600万公里,外侧距土星中心约1800万公里,所以土环内侧、外侧微粒的轨道半径之比为1:3;所以土环内侧、外侧微粒的线速度之比为
,故A正确.
B、根据万有引力提供向心力列出等式:GMm/ r
2
= mrω
2
,则ω=
,M为土星的质量,r为轨道半径,环内侧距土星中心约600万公里,外侧距土星中心约1800万公里,所以土环内侧、外侧微粒的轨道半径之比为1:3,所以土环内侧、外侧微粒的角速度之比为
,故B错误。
C、根据万有引力提供向心力列出等式:GMm/ r
2
= m?4π
2
r/T
2
,则T=2π
,M为土星的质量,r为轨道半径,环内侧距土星中心约600万公里,外侧距土星中心约1800万公里,所以土环内侧、外侧微粒的轨道半径之比为1:3 ,所以土环内侧、外侧微粒的周期之比为
,故C错误。
D、根据万有引力提供向心力列出等式:GMm/ r
2
= ma,则a=" GM/" r
2
,M为土星的质量,r为轨道半径,环内侧距土星中心约600万公里,外侧距土星中心约1800万公里,所以土环内侧、外侧微粒的轨道半径之比为1:3,所以土环内侧、外侧微粒的向心加速度之比为9:1,故D正确。
所以选AD。
举一反三
小球质量为m,用长为L的悬线固定在O点,在O点正下方L/2处有一光滑圆钉C(如图所示).今把小球拉到悬线呈水平后无初速地释放,当悬线呈竖直状态且与钉相碰时( )
A.小球的速度突然增大
B.小球的向心加速度突然增大
C.小球的向心加速度不变
D.悬线的拉力突然增大
题型:不详
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如图所示,每个电子都绕着同样的正电荷做匀速圆周运动,轨道半径相等,在(a)、(b)情况下,轨道平面与匀强磁场B垂直.设三种情况下电子转动的角速度分别为ω
a
、ω
b
、ω
c
,则:
A.ω
a
>ω
c
>ω
b
B.ω
a
>ω
b
>ω
c
C.ω
a
=ω
b
=ω
c
D.ω
a
<ω
c
<ω
b
题型:不详
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光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道,俯视如图所示.一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道,小球从进入轨道到未到达螺旋形中央区的时间内,小球运动的线速度大小__________,角速度大小__________(填:“变大”、“变小”或“不变”)。
题型:不详
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如图所示是自行车传动装置的示意图。如果踏板转一圈需要时间T,要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大,需要测量的物理量有:牙盘半径R,飞轮半径r和 _______________ (把它设为A)。请用这些量推导出自行车前进速度的表达式为v= ____________。
题型:不详
难度:
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如图所示,A、B是两个靠摩擦传动的不打滑靠背轮,它们的半径R
A
=2R
B
, a 和b 两点在轮的边缘,c 和d 在各轮半径的中点,下列判断正确的有
A.
B.ω
b
= 2ω
a
C.
D.ω
b
= ω
c
题型:不详
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