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
答
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
=mgMm r2
则得:g=
GM r2
则得:T=2π
=2πr
L
GM r2
…①
L GM
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
…③R R+h
联立②③得:
=R R+h
n−1 n
解得:h=
R n−1
故选:D.