2016年2月11日，美國“激光干涉引力波天文臺(tái)”（LIGO）團(tuán)隊(duì)向全世界宣布發(fā)現(xiàn)了引力波，這個(gè)引力波來自于距離地球13億光年之外一個(gè)雙黑洞系統(tǒng)的合并。已知光在真空中傳播的速度為c，太陽的質(zhì)量為M0，萬有引力常量為G。黑洞密度極大，質(zhì)量極大，半徑很小，以最快速度傳播的光都不能逃離它的引力，因此我們無法通過光學(xué)觀測(cè)直接確定黑洞的存在。假定黑洞為一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球形天體。

（1）因?yàn)楹诙磳?duì)其他天體具有強(qiáng)大的引力影響，我們可以通過其他天體的運(yùn)動(dòng)來推測(cè)黑洞的存在。天文學(xué)家觀測(cè)到，有一質(zhì)量很小的恒星獨(dú)自在宇宙中做周期為T，半徑為r0的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由此推測(cè)，圓周軌道的中心可能有個(gè)黑洞。利用所學(xué)知識(shí)求此黑洞的質(zhì)量M；

（2）嚴(yán)格解決黑洞問題需要利用廣義相對(duì)論的知識(shí)，但早在相對(duì)論提出之前就有人利用牛頓力學(xué)體系預(yù)言過黑洞的存在。我們知道，在牛頓體系中，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2的質(zhì)點(diǎn)相距為r時(shí)也會(huì)具有勢(shì)能，稱之為引力勢(shì)能，其大小為（規(guī)定無窮遠(yuǎn)處勢(shì)能為零）。請(qǐng)你利用所學(xué)知識(shí)，推測(cè)質(zhì)量為M′的黑洞，之所以能夠成為“黑”洞，其半徑R最大不能超過多少？

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2015-2016學(xué)年河北省高二下期末物理試卷（解析版） 題型：選擇題

下列四幅圖的有關(guān)說法中，正確的是（ ）

A．若兩球質(zhì)量相等，碰后m2的速度一定為v

B．射線甲是α粒子流，具有很強(qiáng)的穿透能力

C．在光顏色保持不變的情況下，入射光越強(qiáng)，飽和光電流越大

D．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)屬于重核的裂變

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科目：高中物理 來源：2017屆河北省新高三上周練二物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖，把塑料匙在干燥的布上摩擦幾下，然后去舀爆米花，爆米花就會(huì)到處亂蹦。發(fā)生這種情況的原因是

A．爆米花與帶電的勺子接觸，帶同種電荷

B．爆米花與帶電的勺子接觸，帶異種電荷

C．爆米花受到塑料匙的作用力而到處亂跳

D．爆米花帶電后，因質(zhì)量很小而到處亂跳

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科目：高中物理 來源：2015-2016學(xué)年甘肅省嘉峪關(guān)市高一下期末物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，A、B兩顆人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（ ）

A．線速度大小關(guān)系：vA＜vB B．線速度大小關(guān)系：vA＞vB

C．周期關(guān)系：TA＜TB D．周期關(guān)系：TA＞TB

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科目：高中物理 來源：2015-2016學(xué)年甘肅省嘉峪關(guān)市高一下期末物理試卷（解析版） 題型：選擇題

小船在靜水中速度為3 m/s，它在一條水流速度為4 m/s、河寬為150 m的河中渡河，則（ ）

A．小船渡河時(shí)間可能為40 s

B．小船渡河時(shí)間至少需30 s

C．小船不可能垂直河岸正達(dá)對(duì)岸

D．小船在用50 s時(shí)間渡河的情況下，到對(duì)岸時(shí)被沿河岸沖下250 m

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科目：高中物理 來源：2015-2016學(xué)年江西省高一下期未物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，傳送帶以速度勻速運(yùn)動(dòng)。將質(zhì)量為m的物體無初速度放在傳送帶上的A端，物體被傳送到B端，若物體到達(dá)B端之前已和傳送帶相對(duì)靜止，則下列說法正確的是 （ ）

A．傳送帶對(duì)物體做功為

B．傳送帶克服物體的摩擦力做功

C．在傳送過程中，由于物體和傳送帶間的摩擦而產(chǎn)生的熱量為

D．電動(dòng)機(jī)因傳送物體多消耗的能量為

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科目：高中物理 來源：2015-2016學(xué)年江西省高一下期未物理試卷（解析版） 題型：選擇題

用長為l的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（ ）

A．小球在圓周最低點(diǎn)時(shí)拉力一定大于重力

B．小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)所受向心力一定是重力

C．小球在圓周的最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力不可能為零

D．小球在最高點(diǎn)時(shí)的速率一定等于

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科目：高中物理 來源：2015-2016學(xué)年云南省德宏州芒市高一下期末物理試卷（解析版） 題型：計(jì)算題

一質(zhì)量為m=4kg的小球從光滑的斜面上高h(yuǎn)=4m處由靜止滑下，斜面底端緊接著一個(gè)半徑R=1m的光滑圓環(huán)，如圖所示，求：

（1）小球滑到圓環(huán)最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)圓環(huán)的壓力的大��；

（2）小球至少應(yīng)從多高處由靜止滑下才能越過圓環(huán)最高點(diǎn)？（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源：2015-2016學(xué)年廣東省廣州市南沙區(qū)高一下期末物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，一個(gè)電影替身演員準(zhǔn)備跑過一個(gè)屋頂，然后水平跳躍并離開屋頂，在下一個(gè)建筑物的屋頂上著地．如果他在屋頂跑動(dòng)的最大速度是4.5m/s，那么下列關(guān)于他能否安全跳過去的說法正確的是（該過程可把他看作質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，g取9.8m/s2）（ ）

A．他安全跳過去是可能的

B．他安全跳過去是不可能的

C．如果要安全跳過去，他在屋頂跑動(dòng)的速度不能小于6.2m/s

D．如果要安全跳過去，他在空中的飛行時(shí)間需要1s

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同步練習(xí)冊(cè)答案