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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...

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,不考虑其它星体的影响,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18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.

6ec8aac122bd4f6e

(1)可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为说明: 6ec8aac122bd4f6e的星体(可视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1、m2,试求说明: 6ec8aac122bd4f6e(用m1、m2表示);

(2)求暗星B的的质量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的速率说明: 6ec8aac122bd4f6e,运行周期说明: 6ec8aac122bd4f6e,质量m1=6ms,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗?

说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

略 【解析】(1)设A、B的轨道半径分别为r1、r2,它们做圆周运动的周期T、角速度ω都相同,根据牛顿运动定律有  即 A、B之间的距离 根据万有引力定律 得 (2)对可见星A有  其中  得: (3)设m2= nm(n>0),并根据已知条件m1=6ms,及相关数据代入上式得   由数学知识知在n>0是增函数 当n=2时,  ∴一定存在n>2,即m2>2ms,可以判断暗星B可能是黑洞
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如图所示,竖直圆筒内壁光滑、半径为R,顶部有入口A,在A的正下方h处有出口B,一质量为m的小球从入口A沿切线方向的水平槽射入圆筒内,要使球从B处飞出,小球射入口A的速度v0应满足什么条件?在运动过程中,球对筒压力多大?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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汽车发动机的功率为60KW,汽车的质量为说明: 6ec8aac122bd4f6e。当汽车在足够水平路面从静止以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动。求:

(1)汽车在水平路面能达到的最大速度vm1

(2)汽车在水平路面做匀加速运动能维持多长时间?

(3)在10s 末汽车的瞬时功率多大? 20s末汽车的瞬时功率又是多少呢?

(4)若汽车以vm1速度驶上一倾角为说明: 6ec8aac122bd4f6e的足够长的斜面(说明: 6ec8aac122bd4f6e)。简要描述汽车作何运动,并求出在此斜面上最终速度vm2(已知汽车在行驶中所受路面阻力恒定为重力的0.1倍,g取10m/s2)

 

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我国在2010年实现探月计划——“嫦娥工程”。同学们也对月球有了更多的关注。

⑴若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动,试求出月球绕地球运动的轨道半径;

⑵若宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球,经过时间t,小球落回抛出点。已知月球半径为r,万有引力常量为G,试求出月球的质量M

 

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如图所示,质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的直角劈上,同时用力F向右推劈,使P与劈保持相对静止,当前进的水平位移为s时,劈对P做的功为多少?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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用如图所示的装置,探究功与物体速度变化的关系。实验时先适当垫高木板,然后由静止释放小车,小车在橡皮筋弹力的作用下被弹出,沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带,记录其运动情况。观察发现纸带前面部分点迹疏密不均,后面部分点迹比较均匀,回答下列问题:

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1.适当垫高木板是为了    

2.通过纸带求小车速度时,应使用纸带的        (填“全部”、“前面部分”或“后面均匀部分”)

 

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