將來人類離開地球到宇宙中生活最具有可能的是在太陽系內(nèi)地球附近建立“太空城”．如圖5-2-4所示是設(shè)想中的一個圓柱形太空城，它是一個密封建筑，長1 600 m，直徑200 m，在電力驅(qū)動下，繞自身軸轉(zhuǎn)動．其外殼為金屬材料，內(nèi)壁沿縱向分隔成若干部分，窗口和人造陸地交錯分布，陸地上覆蓋1.5 m厚的土壤，窗口外有巨大的鋁制反射鏡，可調(diào)節(jié)陽光射入，城內(nèi)充滿空氣．太空城內(nèi)的空氣、水和土壤最初可從地球和月球運送，以后則在太空城內(nèi)形成與地球相同的生態(tài)環(huán)境.為了使太空城內(nèi)的居民能如同在地球上一樣具有“重力”，以適應人類在地球上的行為習慣，應使太空城以多大的轉(zhuǎn)速繞其中心軸轉(zhuǎn)動？若轉(zhuǎn)速超過此數(shù)值時，人們將有什么感覺?

圖5-2-4

解析：當太空城中居民由于太空城繞軸自轉(zhuǎn)而做勻速圓周運動所需的向心力等于人在地球表面所受的重力時，太空城的居民就能如同地球上一樣具有“重力”．設(shè)居民質(zhì)量為m，太空城繞中心軸轉(zhuǎn)速為n，半徑為r，則有mg=mr(2πn)2

n=

代入數(shù)據(jù)解得n=0.05 r/s=3 r/min

當轉(zhuǎn)速超過此值時，向心力大于人在地球表面所受的重力，將會有超重的感覺．

答案：3 r/min，超重

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

將來人類離開地球到宇宙中去生活，可以設(shè)計如圖6-8-21所示的宇宙村，它是一個圓形的密封建筑，人們生活在圓環(huán)的邊上.為了使人們在其中生活不至于有失重感，可以讓它旋轉(zhuǎn).設(shè)這個建筑物的直徑為200 m，那么，當它繞其中心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為多少時，人類感覺到像生活在地球上一樣（承受10 m/s2的加速度）?如果轉(zhuǎn)速超過了上述值，人們將有怎樣的感覺?

圖6-8-21

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

將來人類離開地球到宇宙中生活，可以設(shè)計成如圖所示的宇宙村，它是一個圓形的密封建筑，人們生活在圓環(huán)的邊上．為了使人們在其中生活不至于有失重感，可以讓它旋轉(zhuǎn)．設(shè)這個建筑物的直徑為200m，那么，當它繞其中心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速為多少轉(zhuǎn)每秒時，人類感覺到像生活在地球上一樣承受10m/s2的加速度？ （π２＝10）

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科目：高中物理 來源：2014屆四川省資陽市高三上學期第一次診斷性考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

（15分）按照科學家的設(shè)想，將來人類離開地球到宇宙中生活，可以住在如圖所示的宇宙村，它是一個圓環(huán)形的密封建筑，人們生活在圓環(huán)形建筑的內(nèi)壁上。為了使人們在其中生活不至于有失重感，可以讓它旋轉(zhuǎn)。若這個建筑物的直徑d=200m，要讓人類感覺到像生活在地球上一樣，求該建筑繞其中心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速。（取g=10m/s2，）

 

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

按照科學家的設(shè)想，將來人類離開地球到宇宙中生活，可以住在如圖所示的宇宙村，它是一個圓環(huán)形的密封建筑，人們生活在圓環(huán)形建筑的內(nèi)壁上。為了使人們在其中生活不至于有失重感，可以讓它旋轉(zhuǎn)。若這個建筑物的直徑d=200m，要讓人類感覺到像生活在地球上一樣，求該建筑繞其中心軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)速。（取g=10m/s2，）

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