问题 选择题

在地球表面上某点做竖直上抛实验,设地球为一密度均匀的球体,将小球以一定的速度竖直上抛,小球上升的最大高度为h、返回时间为t;若假设该点正下方某一深度处出现一较大的空腔,再以相同的速度重复实验,小球上升的最大高度为h′、返回时间为t′,则下列关系正确的是(  )

A.h′>h,t′>t

B.h′<h,t′<t

C.h′<h,t′>t

D.h′>h,t′<t

答案

设地球的平均密度为ρ,地面和某深度空腔处的重力加速度分别为g1和g2,两处到地心的距离分别为r1和r2,在地表有G

r31
ρ
3
m
r21
=mg1

则:g1=G

r1ρ
3

在某深度空腔处有G=mg2,则g2=G

r2ρ
3
,显然g1>g2;小球做竖直上抛运动,由h=
v2
2g
和t=
2v
g
,则h′>h,t′>t,故A正确.

故选A

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