解题思路:利用单摆周期公式和万有引力近似等于其重力,矿井内单摆受到的万有引力可以看作是半径为(R-d)的球体施加的,即可联立求解.
在地面处,单摆所受万有引力近似等于其重力,即mg=G
Mm
R ,
单摆的在地面的摆动周期T=2π
L
g
设地球密度为ρ,地球的质量M=ρ
4
3πR3
综合以上四得得:T=π
3L
GρπR
质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零,矿井内单摆受到的万有引力可以看作是半径为(R-d)的球体施加的,同理单摆的摆动周期T′=π
3L
Gρπ(R-d)
而单摆在地面处的摆动周期与矿井底部摆动周期之比
T
T′=K
解得:d=R(1-K2)
答;矿井的深度为R(1-K2)
点评:
本题考点: 单摆.
考点点评: 本题考查万有引力定律的应用及单摆的周期公式,意在考查对基本物理规律的分析计算能力.