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2023 年全国甲卷理科综合(物理部分)选择题第四题

文化教育佚名2023-09-17

一、试题如下

题目:一质点做匀速圆周运动,若其所受合力的大小与轨道半径的 n 次方成正比,运动周期与轨道半径成反比,则n等于()

A. 1

B. 2

C. 3
(www.ws46.coM)

D. 4

二、考查知识点

本题主要考查匀速圆周运动的相关知识,涉及到向心力的公式以及周期公式等。

本题除了考查物理知识外,还考查了考生对于数据计算以及必要知识的理解和应用能力。

本题的难点在于正反比的理解与应用。

三、详细解析

按照题意,我们可以设:质点的质量为m,质点做匀速圆周运动的半径为r,那么,其所受到的向心力的大小为:F=kr^n,其中k为合外力与半径r的正比例系数,质点匀速圆周运动的周期为T。

质点做匀速圆周运动时,根据公式:


其中,F=kr^n

按照题意,质点的匀速圆周运动的周期与半径成反比,那么,我们可以得到,周期的平方与半径的平方成反比,所以,n-1=2,所以n=3满足题意。

综上分析和计算,我们得到n=3满足题意。

所以,选项C为正确答案

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