Question

3．旅居加拿大十六岁学生温家辉，2009年在美国太空总署主办的太空移民设计赛中夺冠．温家辉的获奖设计是一个高1.6km的圆筒形建筑，命名为Asten，如图1所示，内径约1km，圆筒由一个个可以住人的环形物堆叠而成，并在电力的驱动下绕着中心轴以一定的角速度转动，从而产生“模拟重力”，使居民能在“重力”环境下生活．垂直中心轴的截面图如图2所示，圆筒的内壁正好是城市的地面，因此，生活在这座太空城市的人，站在“地面上”，跟站在地球地面上的感觉没有区别．以下说法正确的有（　　）

• A． 太空城内的居民不能运用天平准确测出质量
• B． 太空城内物体所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心
• C． 人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供
• D． 太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大，太空城的居民受到的“重力”越大

Answer 1

分析 太空城内物体做匀速圆周运动，支持力提供向心力；以太空城为参考系，人感觉有等效的重力，等于支持力．

解答 解：A、天平的测量原理是等臂杠杆，故太空城内的居民可以运用天平准确测出质量，故A错误；
B、太空城内物体做匀速圆周运动，向心力指向圆心，故其所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心且向外，故B正确；
C、太空城内物体做匀速圆周运动，人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供，故C正确；
D、等效重力等于向心力，故：G′=mrω²，故太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大，太空城的居民受到的“重力”越大，故D正确；
故选：BCD．

点评 本题是非惯性系问题，明确太空城内的等效重力等于太空城内物体对地面的压力，结合牛顿第二定律和向心力公式列式求解．