两个等长的单摆,一个放在地面上,另一个放在高空,当第一个摆振动n次的同时,第二个摆振动了(n-1)次,如果地球半径为R,那么第二个摆离地面的高度为(  ) A.nR B.(n-1)R C.nRn−1

问题描述:

两个等长的单摆,一个放在地面上,另一个放在高空,当第一个摆振动n次的同时,第二个摆振动了(n-1)次,如果地球半径为R,那么第二个摆离地面的高度为(  )
A. nR
B. (n-1)R
C.

nR
n−1

D.
R
n−1

单摆的周期为:T=2π

L
g

根据物体的重力等于万有引力,则有:G
Mm
r2
=mg
则得:g=
GM
r2

则得:T=2π
L
GM
r2
=2πr
L
GM
…①
式中M是地球的质量,L是单摆的摆长,r是物体到地心的距离.
由题,当第一个单摆振动n次的时候,第二个单摆振动n-1次.则两个单摆的周期之比为:
T1:T2=(n-1):n…②
由①得:
T1
T2
=
R
R+h
…③
联立②③得:
R
R+h
=
n−1
n

解得:h=
R
n−1

故选:D.