题目内容
【题目】天文学家通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在,证实了GWl50914是两个黑洞并合的事件。该事件中甲、乙两个黑洞的质量分别为太阳质量的36倍和29倍,假设这两个黑洞,绕它们连线上的某点做圆周运动,且这两个黑洞的间距缓慢减小。若该黑洞系统在运动过程中各自质量不变且不受其他星系的影响,则关于这两个黑洞的运动,下列说法正确的是
A. 甲、乙两个黑洞运行的线速度v大小之比为29:36
B. 甲、乙两个黑洞运行的角速度ω大小之比为36:29
C. 随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小,它们运行的周期T也在减小
D. 甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等
【答案】AC
【解析】
两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动,那么,由万有引力做向心力,向心力指向另一个黑洞可知:甲、乙两个黑洞运行的角速度ω相同,故B错误。由万有引力做向心力可知:甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心力相等,故有向心加速度
可知:甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小之比为29:36,故D错误。由万有引力做向心力可得:
,得
,所以甲、乙两个黑洞运行的线速度大小之比
,故A正确。由对甲:
,对乙:
,而
可得:
,,故随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小,它们运行的角速度增大,那么周期
减小,故C正确。
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