神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体,探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系大麦哲伦云时,发现了 LMCX-3双星系统,它由可见星 A和不可见的暗星 B构成。两星视为质点,不考虑其它天体的影响,A、B围绕两者连线上的 O点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,如图所示。引力常 量为 G,由观测能够得到可见星 A的速率 v和运行周期 T。
(1)可见星 A所受暗星 B的引力 FA 可等效为位于 O点处质量为的星体(视为质点)
对它的引力,设 A和 B的质量分别为 m1、m2,试求(用 m1、m2 表示);
(2)求暗星 B的质量 m2 与可见星 A的速率 v、运行周期 T和质量 m1 之间的关系式;
(3)恒星演化到末期,如果其质量大于太阳质量 ms 的 2倍,它 将有可能成为黑洞。若可见星 A的速率 v=2.7×10 5 m/s,运行周期 T=4.7π×10 4 s,质量 m1=6ms,试通过估算来判断暗星 B有可能是黑洞吗?
(G=6.67×10 -11 N·m 2 /kg 2 ,ms=2.0×10 30 kg)
计划发射一颗距离地面高度为地球半径R0的圆形轨道地球卫星,卫星轨道平面与赤道平面重合,已知地球表面重力加速度为g,
(1)求出卫星绕地心运动周期T
(2)设地球自转周期T0,该卫星绕地旋转方向与地球自转方向相同,则在赤道上某一点的人能连续看到该卫星的时间是多少?
如图所示,光滑半圆轨道竖直放置,半径为R,一水平轨道与圆轨道相切,在水平光滑轨道上停着一个质量为M = 0.99kg的木块,一颗质量为m = 0.01kg的子弹,以vo = 400m/s的水平速度射入木块中,然后一起运动到轨道最高点水平抛出,当圆轨道半径R多大时,平抛的水平距离最大? 最大值是多少? (g取10m/s2)
如图所示,横截面半径为r的圆柱体固定在水平地面上。一个质量为m的小滑块P从截面最高点A处以滑下。不计任何摩擦阻力。
(1)试对小滑块P从离开A点至落地的运动过程做出定性分析;
(2)计算小滑块P离开圆柱面时的瞬时速率和落地时的瞬时速率。
下面是某同学的一种解答:
(1) 小滑块在A点即离开柱面做平抛运动,直至落地。
(2) a、滑块P离开圆柱面时的瞬时速率为。
b、由: 得:
落地时的速率为
你认为该同学的解答是否正确?若正确,请说明理由。若不正确,请给出正确解答。
16时35分,翟志刚开启轨道舱舱门,穿着我国研制的“飞天”舱外航天服实施出舱活动, 他接过刘伯明递上的五星红旗挥舞摇动, 随后他朝轨道舱固体润滑材料试验样品安装处移动,取回样品,递给航天员刘伯明, 在完成各项任务后翟志刚返回轨道舱, 整个出舱活动持续时间25分23秒, 此时神舟七号在离地高度为H=3.4×105 m的圆轨道上, 求在这段时间内航天员绕行地球多少角度? (地球半径为R=6.37×106m, 重力加速度g取10m/s2 ).
甲、乙两个行星的质量之比为81:1,两行星的半径之比为36:1。则:
(1)两行星表面的重力加速度之比;
(2)两行星的第一宇宙速度之比。