假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体,其密度为ρ.一矿井深度为d.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零.矿井底

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  • 解题思路:根据题意知,地球表面的重力加速度等于半径为R的球体在表面产生的加速度,矿井深度为d的井底的加速度相当于半径为R-d的球体在其表面产生的加速度,根据地球质量分布均匀得到加速度.

    令地球的密度为ρ,则在地球表面,重力和地球的万有引力大小相等,有:g=G

    M

    R2,由于地球的质量为:M=ρ

    4

    3πR3,所以重力加速度的表达式可写成:g=

    GM

    R2=

    4

    3πR3

    R2=

    4

    3πGρR.

    根据题意有,质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,固在深度为d的井底,受到地球的万有引力即为半径等于(R-d)的球体在其表面产生的万有引力,故井底的重力加速度g′=

    4

    3πGρ(R−d)

    故A正确、BCD错误.

    故选:A.

    点评:

    本题考点: 万有引力定律及其应用.

    考点点评: 抓住在地球表面重力和万有引力相等,在矿井底部,地球的重力和万有引力相等,要注意在矿井底部所谓的地球的质量不是整个地球的质量而是半径为(R-d)的球体的质量.