地心隧道是根据凡尔纳的《地心游记》所设想出的一条假想隧道，它是一条穿过地心的笔直隧道，如图...

地心隧道是根据凡尔纳的《地心游记》所设想出的一条假想隧道，它是一条穿过地心的笔直隧道，如图所示。假设地球的半径为R，质量分布均匀，地球表面的重力加速度为g。已知均匀球壳对壳内物体引力为零。

(ⅰ)不计阻力，若将物体从隧道口静止释放，试证明物体在地心隧道中的运动为简谐运动；

(ⅱ) 理论表明：做简谐运动的物体的周期T=2π，其中，m为振子的质量，物体的回复力为F=－kx。求物体从隧道一端静止释放后到达另一端需要的时间t (地球半径R = 6400km，地球表面的重力加速为g = 10m/ s2 ）。

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设想地球没有自转，竖直向下通过地心把地球钻通。如果在这个通过地心的笔直的管道的一端无初速度地放下一物体，下列说法正确的是（　　）

A．物体在地心时，它与地心间距离为零，地球对物体的万有引力无穷大

B．物体在地心时，地球对它的万有引力为零

C．物体在管道中将往返运动，通过地心时加速度为零，速率最大

D．物体运动到地心时由于万有引力为零，它将静止在地心不动

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18世纪，数学家莫佩尔蒂，哲学家伏尔泰曾经设想“穿透”地球；假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球，一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以从南极出口飞出，(已知此人的质量m＝50 kg；地球表面处重力加速度g取10 m/s2；地球半径R＝6.4×106 m；假设地球可视为质量分布均匀的球体．均匀球壳对壳内任一点的质点合引力为零)则以下说法正确的是

A．人与地球构成的系统，由于重力发生变化，故机械能不守恒

B．人在下落过程中，受到的万有引力与到地心的距离成正比

C．人从北极开始下落，到刚好经过地心的过程，万有引力对人做功W＝3.2×109 J

D．当人下落经过距地心R瞬间，人的瞬时速度大小为×103 m/s

高三物理填空题困难题查看答案及解析

18世纪，数学家莫佩尔蒂和哲学家伏尔泰，曾设想“穿透”地球：假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球，一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以从南极出口飞出，则以下说法正确的是(已知此人的质量m＝50 kg；地球表面处重力加速度g取10 m/s2；地球半径R＝6.4×106 m；假设地球可视为质量分布均匀的球体，均匀球壳对壳内任一点处的质点合引力为零)(　　)

A. 人与地球构成的系统，由于重力发生变化，故机械能不守恒

B. 人在下落过程中，受到的万有引力与到地心的距离成正比

C. 人从北极开始下落，直到经过地心的过程中，万有引力对人做功W＝1.6×109 J

D. 当人下落经过距地心R/2瞬间，人的瞬时速度大小为4×103 m/s

高三物理多选题困难题查看答案及解析

18世纪，数学家莫佩尔蒂和哲学家伏尔泰，曾设想“穿透”地球：假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球，一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以从南极出口飞出,则以下说法正确的是（已知此人的质量m=50 kg;地球表面处重力加速度g取10 m/s2；地球半径R=6. 4×106m；假设地球可视为质量分布均匀的球体，均匀球壳对壳内任一点处的质点合引力为零）（　　　 ）

A. 人在下落过程中，受到的万有引力与到地心的距离成反比

B. 人与地球构成的系统，由于重力发生变化，故机械能不守恒

C. 当人下落经过距地心R/2瞬间，人的瞬时速度大小为4 ×103m/s

D. 人从北极开始下落，直到经过地心的过程中,万有引力对人做功W= 1.6 ×109J

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质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，其引力势能可表示为Ep＝－，其中G为引力常量，M为地球质量。假设该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气摩擦的作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，则在此过程中因摩擦而产生的热量为（　　 ）

A. GMm()　　 B. GMm()

C. ()　　 D. ()

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质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，其引力势能可表示为Ep＝－，其中G为引力常量，M为地球质量。假设该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气摩擦的作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，则在此过程中因摩擦而产生的热量为（　　 ）

A. GMm()　　 B. GMm()

C. ()　　 D. ()

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假设地球可视为质量均匀分布的球体，且质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g 。

（1）求距离地球表面高为R处运行的人造卫星的线速度v的大小；

（2）有人设想，过地心打一个洞，并沿洞的方向建立一个x轴，原点在地心，x轴正方向水平向右，如图所示。现在将一个质量为m的小球（视为质点）从洞的右侧洞口处释放，求小球的最大速度大小。

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假设地球可视为质量均匀分布的球体，且质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g 。

（1）求距离地球表面高为R处运行的人造卫星的线速度v的大小；

（2）有人设想，过地心打一个洞，并沿洞的方向建立一个x轴，原点在地心，x轴正方向水平向右，如图所示。现在将一个质量为m的小球（视为质点）从洞的右侧洞口处释放，求小球的最大速度大小。

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理论上已经证明质量分别均匀的球壳对壳内物体的引力为零，设地球是一个质量分别均匀的球体，设想沿地球的直径挖一条隧道，将物体从此隧道一端由静止释放刚好运动到另一端，如图所示，不考虑阻力，在此过程中关于物体的运动速度v随时间t变化的关系图像可能是：

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