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
、
,试求
(用
、
表示);
(2)求暗星B的质量与可见星A的速率v、运行周期T和质量
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的2倍,它将有可能成为黑洞。若可见星A的速率v=2.7×105m/s,运行周期T=4.7π×104s,质量m1=6
,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗?(G=6.67×10-11N·m2/kg2,ms=2.0×1030kg)
如图所示,空间内存在只够大的水平向右的匀强电场区域,场强E=4x103V/m,有一带电量为5x10-6C质量为2g的小物体从离桌面右边缘2m处的A位置由静止释放,经过一段时间,小物体落在水平地面上的B位置,已知桌面高度为0.8m,B与桌子右边缘的水平距离为3.2m,求:
(1)物体离开桌面右边缘时速度
(2)小物体与桌面间的摩擦系数
如图所示,一水平直轨道CF与半径为R的半圆轨道ABC在C点平滑连接,AC在竖直方向,B点与圆心等高。一轻弹簧左端固定在F处,右端与一个可视为质点的质量为的小铁块甲相连。开始时,弹簧为原长,甲静止于D点。现将另一与甲完全相同的小铁块乙从圆轨道上B点由静止释放,到达D点与甲碰撞,并立即一起向左运动但不粘连,它们到达E点后再返回,结果乙恰回到C点。已知CD长为L1,DE长为L2,EC段均匀粗糙,ABC段和EF段均光滑,弹簧始终处于弹性限度内。
(1)求直轨道EC段与物块间动摩擦因素.
(2)要使乙返回时能通过最高点A,可在乙由C向D运动过程中过C点时,对乙
加一水平向左恒力,至D点与甲碰撞前瞬间撤去此恒力,则该恒力至少多大?
如图所示,在平面直角坐标系XOY内,第I象限存在沿Y轴正方向的匀强电场,第IV象限内存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小设为B1(未知),第III象限内也存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场B2(未知)。一质量为m的电子(电量为e,不计重力),从Y轴正半轴上Y=h处的M点,以速度v0垂直于Y轴射入电场,经X轴上X=处的P点进入第IV象限磁场,然后从Y轴上Q点进入第III象限磁场,OQ=OP,最后从O点又进入电场。
(1)求匀强电场的场强大小E;
(2)求粒子经过Q点时速度大小和方向;
(3)求B1与B2之比为多少。
如图所示,有一足够长斜面,倾角,一小物块从斜面顶端A处由静止下滑,到B处后,受一与物体重力大小相等的水平向右恒力作用,物体最终停在C点(C点未画出)。若
.物块与斜面间动摩擦因素
,
,
,
求:(1)物体到达B点的速度多大?
(2)BC距离多大?
如图所示,一质量m1=0.45kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上。车顶右端放一质量m2=0.2kg的小物体,小物体可视为质点。现有一质量m0=0.05kg的子弹以水平速度v0=100m/s射中小车左端,并留在车中,最终小物块以5m/s的速度与小车脱离。子弹与车相互作用时间很短。g取10m/s2。求:
①子弹刚刚射入小车时,小车的速度大小。
②小物块脱离小车时,小车的速度多大。