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1、简答题 牛顿在1684年提出这样一些理论:当被水平抛出物体的速度达到一定数值v1时,它会沿着一个圆形轨道围绕地球飞行而不落地,这个速度称为环绕速度;当抛射的速度增大到另一个临界值v2时,物体的运动轨道将成为抛物线,它将飞离地球的引力范围,这里的v2我们称其为逃离速度,对地球来讲逃离速度为11.2km/s.
法国数学家兼天文学家拉普拉斯于1796年曾预言:“一个密度如地球而直径约为太阳250倍的发光恒星,由于其引力作用,将不允许任何物体(包括光)离开它.由于这个原因,宇宙中有些天体将不会被我们看见.”这种奇怪的天体也就是爱因斯坦在广义相对论中预言的“黑洞(black?hole)”.
已知对任何密度均匀的球形天体,v2恒为v1的
倍,万有引力恒量为G,地球的半径约为6400km,太阳半径为地球半径的109倍,光速c=3.0×108m/s.请根据牛顿理论求:
(1)求质量为M、半径为R的星体逃离速度v2的大小;
(2)如果有一黑洞,其质量为地球的10倍,则其半径应为多少?
(3)若宇宙中一颗发光恒星,直径为太阳的248倍,密度和地球相同,试通过计算分析,该恒星能否被我们看见.
2、选择题 下述关于力和运动的说法中,正确的是( )
A.物体在变力作用下不可能作直线运动
B.物体作曲线运动,其所受的外力不可能是恒力
C.不管外力是恒力还是变力,物体都有可能作直线运动
D.不管外力是恒力还是变力,物体都有可能作匀速圆周运动
3、填空题 如图所示,质量M,半径R的光滑半圆槽第一次被固定在光滑水平地面上,质量为m的小球,以某一初速度冲向半圆槽刚好可以到达顶端C.然后放开半圆槽.其可以自由运动,m小球又以同样的初速冲向半圆槽,小球最高可以到达与圆心等高的B点,(g=10m/s2)
试求:
①半圆槽第一次被固定时,小球运动至C点后平抛运动的水平射程X=?
②小球质量与半圆槽质量的比值m/M为多少?
4、选择题 如图所示,杂技演员在表演“水流星”,用长为1.6m轻绳的一端,系一个总质量为0.5kg的盛水容器,以绳的另一端为圆心,在竖直平面内圆周运动,若“水流星”通过最高点的速度为4m/s,g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.“水流星”通过最高点时,有水从容器中流出
B.“水流星”通过最高点时,绳的张力及容器的底部受到的压力均为零
C.“水流星”通过最高点时,处于完全失重状态,不受力的作用
D.“水流星”通过最高点时,绳子的拉力大小为5N