题目内容
7.剑桥大学研究生贝尔偶然发现一个奇怪的射电源,它每隔1.337s发出一个脉冲信号.贝尔和她的导师曾认为他们和外星文明接上了头.后来大家认识到事情没有这么浪漫,这类天体被定名为“脉冲星”.“脉冲星”的特点是脉冲周期短,且周期高度稳定.这意味着脉冲星一定进行着准确的周期运动,自转就是一种很准确的周期运动.(1)已知蟹状星云的中心星PS0531是一颗脉冲星,其周期为0.331s.PS0531的脉冲现象来自于自转.设阻止该星离心瓦解的力是万有引力,估计PS0531的最小密度.(万有引力常量G=6.67×10-11 N•m2/kg2)
(2)求出脉冲星PS0531表面附近可能的最大环绕速度.(脉冲星球的半径R=600km)
(本题计算结果均保留一位有效数字)
分析 (1)脉冲星不瓦解的临界条件是:该星球表面的物质受星体的万有引力恰提供向心力,然后结合密度与体积的关系即可求出.
(2)根据公式v=$\frac{2πR}{T}$代入数据即可求出.
解答 解:(1)脉冲星的脉冲周期即为自转周期,脉冲星高速自转但不瓦解的临界条件是:该星球表面的质量为m的物块所受星体的万有引力恰等于向心力.有
$\frac{GMm}{{R}^{2}}=\frac{m{v}^{2}}{R}$
又ρ=$\frac{M}{V}$,V=$\frac{4}{3}$πR3
故脉冲星的最小密度为
ρ=$\frac{3π}{G{T}^{2}}$=$\frac{3×3.14}{6.67×1{0}^{-11}×0.3{31}^{2}}$kg/m3≈1×1012kg/m3.
(2)该脉冲星表面附近可能的最大环绕速度
v=$\frac{2πR}{T}$=$\frac{2×3.14×5.7×1{0}^{2}}{0.331}$km/s≈1×104km/s.
答:(1)PS0531的最小密度ρ=1×1012kg/m3
(2)脉冲星PS0531表面附近可能的最大环绕速度是1×104km/s.
点评 审题是解决此类题的关键,这个类型的题可能描述的很多,只要抓住关键点,建立模型,一切便迎刃而解.
练习册系列答案
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17.
如图所示,A、B为平行板电容器的金属板,G为静电计.开始时开关S闭合,静电计指针张开一定角度.下列操作可使指针张开角度增大一些的是( )
| A. | 保持开关S闭合,将R上的滑片向右移动 | |
| B. | 断开开关S后,将A、B两极板分开一些 | |
| C. | 断开开关S后,将A、B两极板的正对面积减小一些 | |
| D. | 保持开关S闭合,将A、B两极板分开一些 |
18.物体A、B的x-t图象如图3所示,由图可知( )

| A. | 从第3 s起,两物体运动方向相同,且vA>vB | |
| B. | 两物体由同一位置开始运动,但物体A比B迟3 s才开始运动 | |
| C. | 5 s内A、B的平均速度相等 | |
| D. | A、B两物体 在5s末相遇 |
15.
跳伞运动员从某高度的直升机上跳下,经过2s 拉开绳索开启降落伞,此后再过18s 落地.整个跳伞过程中的v-t 图象如图所示.根据图象信息可知( )
| A. | 第10s 秒初速度等于前两秒的平均速度 | |
| B. | 14s 末加速度为零 | |
| C. | 前2s 跳伞运动员做自由落体运动 | |
| D. | 跳伞运动员下落的总高度约为240m |
16.沿直线运动的汽车刹车后匀减速运动,经3.5s停止,它在最后一秒的位移为1m,以下说法中不正确的是( )
| A. | 汽车刹车的加速度为2m/s2 | |
| B. | 汽车刹车时的速度为7m/s | |
| C. | 汽车刹车后共滑行8m | |
| D. | 汽车刹车停止全程的平均速度为3.5m/s |
17.下面说法正确的是( )
| A. | 在点电荷附近一点,如果没有放检验电荷,则这一点的电场强度为零 | |
| B. | 电荷在电场中某点受到的电场力很大,该点的电场强度也一定很大 | |
| C. | 以一个点电荷为中心,r为半径的球面上,各处的电场强度方向不相同 | |
| D. | 如果把点电荷放在电场中,所受电场力的方向一定沿该点的场强方向 |