試卷征集
加入會(huì)員
操作視頻

無(wú)處不在的引力場(chǎng),構(gòu)建出一幅和諧而神秘的宇宙圖景。
菁優(yōu)網(wǎng)
(1)地球附近的物體處在地球產(chǎn)生的引力場(chǎng)中。地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體,已知地球的質(zhì)量為M,引力常量為G。請(qǐng)類(lèi)比電場(chǎng)強(qiáng)度的定義,寫(xiě)出距地心r處的引力場(chǎng)強(qiáng)度g0的表達(dá)式。(已知r大于地球半徑,結(jié)果用M、G和r表示)
(2)物體處于引力場(chǎng)中,就像電荷在電場(chǎng)中具有電勢(shì)能一樣,具有引力勢(shì)能。
中國(guó)科學(xué)院南極天文中心的巡天望遠(yuǎn)鏡追蹤到由孤立的雙中子星合并時(shí)產(chǎn)生的引力波。已知該雙中子星的質(zhì)量分別為m1、m2,且保持不變。在短時(shí)間內(nèi),可認(rèn)為雙中子星繞二者連線上的某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)分析說(shuō)明在合并過(guò)程中,該雙中子星系統(tǒng)的引力勢(shì)能、運(yùn)動(dòng)的周期T如何變化。
(3)我們可以在無(wú)法獲知銀河系總質(zhì)量的情況下,研究太陽(yáng)在銀河系中所具有的引力勢(shì)能。通過(guò)天文觀測(cè)距銀心(即銀河系的中心)為r處的物質(zhì)繞銀心的旋轉(zhuǎn)速度為v,根據(jù)g=
v
2
r
,可得到銀河系在該處的引力場(chǎng)強(qiáng)度g的數(shù)值,并作出g-r圖像,如圖所示。已知太陽(yáng)的質(zhì)量m=2.0×1030kg,太陽(yáng)距離銀心r0=2.5×1020m。
a.某同學(xué)根據(jù)表達(dá)式g=
v
2
r
認(rèn)為:引力場(chǎng)強(qiáng)度g的大小與物質(zhì)繞銀心的旋轉(zhuǎn)速度v2成正比,與到銀心的距離r成反比。請(qǐng)定性分析說(shuō)明該同學(xué)的觀點(diǎn)是否正確。
b.將物質(zhì)距銀心無(wú)窮遠(yuǎn)處的引力勢(shì)能規(guī)定為零,請(qǐng)利用題中信息估算太陽(yáng)所具有的引力勢(shì)能Ep。

【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書(shū)面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:147引用:2難度:0.3
相似題
  • 1.宇宙中有兩顆相距400km的中子星,它們繞自身連線上的某點(diǎn)每秒轉(zhuǎn)動(dòng)12圈。將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體,由這些數(shù)據(jù)和萬(wàn)有引力常量,利用牛頓力學(xué)知識(shí),可以估算出這一時(shí)刻兩顆中子星( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/8/28 1:0:8組卷:53引用:1難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.2019年4月10日晚9時(shí)許,全球多地天文學(xué)家同步公布如圖所示的首張黑洞照片,黑洞是一種密度極大的天體,從黑洞發(fā)出的光子都無(wú)法掙脫引力而射出。若某“黑洞”的半徑約為135km,逃逸速度可近似認(rèn)為是真空中的光速。已知萬(wàn)有引力常量G=6.67×10-11N?m2/kg2,真空中光速c=3×108m/s,地球的質(zhì)量大約為6.0×1024kg,理論分析表明,天體的第二宇宙速度(逃逸速度)是其第一宇宙速度的
    2
    倍,這個(gè)關(guān)系對(duì)于天體普遍適用。根據(jù)以上數(shù)據(jù),估算此“黑洞”質(zhì)量約為地球質(zhì)量的多少倍( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/8/27 3:0:8組卷:64引用:3難度:0.6
  • 3.英國(guó)《自然?天文學(xué)》雜志發(fā)表的一篇論文稱(chēng),某科學(xué)家在銀河系中心附近的一團(tuán)分子氣體云中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)黑洞??茖W(xué)研究表明,當(dāng)天體的逃逸速度(逃逸速度為第一宇宙速度的
    2
    倍)超過(guò)光速時(shí),該天體就是黑洞。已知某天體與地球的質(zhì)量之比為k,地球的半徑為R,地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度(第一宇宙速度)為v1,光速為c,則要使該天體成為黑洞,其半徑應(yīng)小于( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/7/7 8:0:9組卷:35引用:1難度:0.6
小程序二維碼
把好題分享給你的好友吧~~
APP開(kāi)發(fā)者:深圳市菁優(yōu)智慧教育股份有限公司 | 應(yīng)用名稱(chēng):菁優(yōu)網(wǎng) | 應(yīng)用版本:4.8.2  |  隱私協(xié)議      第三方SDK     用戶服務(wù)條款廣播電視節(jié)目制作經(jīng)營(yíng)許可證出版物經(jīng)營(yíng)許可證網(wǎng)站地圖本網(wǎng)部分資源來(lái)源于會(huì)員上傳,除本網(wǎng)組織的資源外,版權(quán)歸原作者所有,如有侵犯版權(quán),請(qǐng)立刻和本網(wǎng)聯(lián)系并提供證據(jù),本網(wǎng)將在三個(gè)工作日內(nèi)改正