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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...

 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,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。

(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m/的星体(视为质点)对它的引力,设AB的质量分别为m1m2。试求m/(用m1m2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;

6ec8aac122bd4f6e(3)恒星演化到末期,如果其质量大于太阳质量ms的两倍,,运行周期T=4.7π×104s,质量m1=6m/s,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗?

     (G=6.67×106ec8aac122bd4f6eN2·m/kg2,ms=2.0×1030kg)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 (1)设A、B的圆轨道半径分别为r1、r2,由题意知,A、B做匀速圆周运动的角速相同,其为ω。由牛顿运动运动定律,有 FA=m1ω2r1    FB=m2ω2r2    FA=FB          设A、B之间的距离为r,又r=r1+r2,    由上述各式得 r=                              ①  由万有引力定律,有 FA=G                                   将①代入得 FA=G                  令 FA=G                    比较可得                           ②   (2)由牛顿第二定律,有                           ③     又可见星A的轨道半径           r1=                                ④   由②③④式可得 (3)将m1=6mI代入⑤式,得 ⑤ 代入数据得 ⑥   设m2=nmI,(n>0),将其代入⑥式,得 ⑦    可见,的值随n的增大而增大,试令n=2,得 ⑧  若使⑦式成立,则n必须大于2,即暗星B的质量m2必须大于2mI,由此得出结论:暗星B有可能是黑洞。
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考点分析:
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 6ec8aac122bd4f6e (16分)如图5所示,矩形裸导线框长边的长度为2L

短边的长度为L,在两个短边上均接有电阻R,其余

部分电阻不计。导线框一长边与x轴重合,左边的坐

x=0, 线框内有一垂直于线框平面的磁场,磁场的

磁感应强度B 。导体棒AB在沿x轴正方向的拉力F

(大小未知)作用下,以加速度a从x=0处匀加速运动到x=2L处。

  ⑴ 求导体棒ABx=0运动到x=2L过程中通过导体棒的电量。

某同学的解题过程如下:

oaAB回路的平均电动势6ec8aac122bd4f6e   bcAB回路的平均电动势6ec8aac122bd4f6e  导体棒AB上的平均电动势E=E1+E2 =6ec8aac122bd4f6e   

通过导体棒的电量6ec8aac122bd4f6e     

你认为以上分析是否正确,若正确简要说明理由,若不正确,请给出正确的解答。

  ⑵ 推导出力F与时间t间的关系式,给出时间t的取值范围。

  ⑶ 你能求出匀加速运动过程中拉力F的冲量吗?若能,请求出具体的结果(用给定的已知量表示)

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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 在绝缘水平面上放置一质量为m=2.0×10-3kg的带电滑块A,带电荷量为q=1.0×10-7C。在A的左边l=0.9m处放置一个不带电的滑块B,质量为M=6.0×10-3kg,滑块B距左边竖直绝缘墙壁s=0.05m,如图所示,在水平面上方空间加一方向水平向左的匀强电场,电场强度为E=4.0×105N/C,A将由静止开始向左滑动并与B发生碰撞,设碰撞的过程极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并与墙壁相碰撞,在与墙壁发生碰撞时没有机械能损失,两滑块始终没有分开,两滑块的体积大小可忽略不计。

(1)若水平面光滑,它们与墙壁碰撞后在水平面上滑行过程中,离开墙壁的最大距离L1为多少?

(2)若水平面粗糙,设两滑块与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.50,试通过计算分析说明AB碰撞前、后以及与墙壁碰撞后的运动情况。

(3)两滑块在上述的粗糙水平面上运动的整个过程中,由于摩擦而产生的热Q是多少?

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 振幅是2cm的一列简谐波,以12m/s的速度沿6ec8aac122bd4f6e轴正方向传播,在传播方向上有A、B两质点,B的平衡位置6ec8aac122bd4f6e。已知A在最大位移处时,B正在平衡位置处向6ec8aac122bd4f6e方向运动,试求这列波的频率。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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 电视机的显像管中,电子束的偏转是用磁偏转技术实现的,其物理本质可简述为如下内容.如图所示,虚线圆区域内为垂直于纸面的匀强磁场.磁场区域的中心为O,半径为r.当不加磁场时,电子束做匀速直线运动通过O点.加上磁场时,电子束从磁场边界射出时偏离原来方向的角度为θ,已知磁场的磁感应强度是B,求电子束的速度.(已知电子质量m)

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 科学探究活动通常包括以下环节:提出问题,作出假设,制定计划,搜集证据,评估交流等.一组同学研究“运动物体所受空气阻力与运动速度关系”的探究过程如下:

A.有同学认为:运动物体所受空气阻力可能与其运动速度有关.

B.他们计划利用一些“小纸杯”作为研究对象,用超声测距仪等仪器测量“小纸杯”在空中直线下落时的下落距离、速度随时间变化的规律,以验证假设.

C.在相同的实验条件下,同学们首先测量了单只“小纸杯”在空中下落过程中不同时刻的下落距离,将数据填入下表中,图(a)是对应的位移一时间图线.然后将不同数量的“小纸杯”叠放在一起从空中下落,分别测出它们的速度一时间图线,如图(b)中图线l、2、3、4、5所示.

D.同学们对实验数据进行分析、归纳后,证实了他们的假设.回答下列提问:

(1)与上述过程中A、C步骤相应的科学探究环节分别是_____.

(2)图(a)中的AB段反映了运动物体在做_____运动,表中X处的值为              

(3)图(b)中各条图线具有共同特点,“小纸杯”在下落的开始阶段做_____运动,最后“小纸杯”做:                 运动.

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(4)比较图(b)中的图线l和5,指出在1.0~1.5s时间段内,速度随时间变化关系的差异:____________________________________________。

 

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