4. 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( )
参考答案
C
2023_全国甲卷
4. 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( )
C
【答案】C
【解析】
【详解】质点做匀速圆周运动,根据题意设周期
$$ T = \frac {k}{r} $$
合外力等于向心力,根据
$$ F _ {\text {合}} = F _ {\mathrm{n}} = m \frac {4 \pi^ {2}}{T ^ {2}} r $$
联立可得
$$ F _ {\mathrm{n}} = \frac {4 m \pi^ {2}}{k ^ {2}} r ^ {3} $$
其中 $\frac { 4 m \pi ^ { 2 } } { \boldsymbol { k } ^ { 2 } }$ 为常数,r的指数为3,故题中
$$ n = 3 $$
故选 $\mathrm { { C } _ { \circ } }$