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
=mg1,
m4π
ρr 31 3 r 21
则:g1=G
,4πr1ρ 3
在某深度空腔处有G=mg2,则g2=G
,显然g1>g2;小球做竖直上抛运动,由h=4πr2ρ 3
和t=v2 2g
,则h′>h,t′>t,故A正确.2v g
故选A