【题目】2016211日,美国激光干涉引力波天文台LIGO)团队向全世界宣布发现了引力波,这个引力波来自于距离地球13亿光年之外一个双黑洞系统的合并。已知光在真空中传播的速度为c,太阳的质量为M0,万有引力常量为G

1)两个黑洞的质量分别为太阳质量的26倍和39倍,合并后为太阳质量的62倍。利用所学知识,求此次合并所释放的能量。

2)黑洞密度极大,质量极大,半径很小,以最快速度传播的光都不能逃离它的引力,因此我们无法通过光学观测直接确定黑洞的存在。假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体。

a.因为黑洞对其他天体具有强大的引力影响,我们可以通过其他天体的运动来推测黑洞的存在。天文学家观测到,有一质量很小的恒星独自在宇宙中做周期为T,半径为r0的匀速圆周运动。由此推测,圆周轨道的中心可能有个黑洞。利用所学知识求此黑洞的质量M

b.严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识,但早在相对论提出之前就有人利用牛顿力学体系预言过黑洞的存在。我们知道,在牛顿体系中,当两个质量分别为m1m2的质点相距为r时也会具有势能,称之为引力势能,其大小为(规定无穷远处势能为零)。请你利用所学知识,推测质量为M′的黑洞,之所以能够成为洞,其半径R最大不能超过多少?

【题目】如图1所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可“验证机械能守恒定律”。

①已准备的器材有:打点计时器带导线、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还必需的器材是 只有一个选项符合要求。填选项前的符号

A直流电源、天平及砝码

B直流电源、刻度尺

C交流电源、天平及砝码

D交流电源、刻度尺

②安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图3所示其中一段纸带图中未画出。图中O点为打出的起始点,且速度为零。

选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F、G作为计数点。其中测出D、E、F点距起始点O的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T=002s。由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度vE =______ m/s结果保留三位有效数字

③若已知当地重力加速度为g,代入图2中所测的数据进行计算,并将 进行比较用题中所给字母表示,即可在误差范围内验证,从O点到E 点的过程中机械能是否守恒。

④某同学进行数据处理时不慎将纸带前半部分损坏,找不到打出的起始点O了,如图3所示。于是他利用剩余的纸带进行如下的测量:以A点为起点,测量各点到A点的距离h,计算出物体下落到各点的速度v,并作出v2-h图像。图4中给出了a、b、c三条直线,他作出的图像应该是直线_________;由图像得出,A点到起始点O的距离为_________cm结果保留三位有效数字

⑤某同学在家里做“验证机械能守恒定律”的实验,他设计的实验装置如图5所示,用细线的一端系住一个较重的小铁锁可看成质点,另一端缠系在一支笔上,将笔放在水平桌面的边上,用较重的书压住。将铁锁拉至与桌面等高处细线拉直,然后自由释放。在笔的正下方某合适位置放一小刀,铁锁经过时,细线立即被割断,铁锁继续向前运动,落在水平地面上。测得水平桌面高度为h,笔到铁锁的距离为l,笔到铁锁落地的水平距离为s。若满足s2=___________用l、h表示,即可验证铁锁从释放至运动到笔的正下方的过程中机械能守恒。

 0  153494  153502  153508  153512  153518  153520  153524  153530  153532  153538  153544  153548  153550  153554  153560  153562  153568  153572  153574  153578  153580  153584  153586  153588  153589  153590  153592  153593  153594  153596  153598  153602  153604  153608  153610  153614  153620  153622  153628  153632  153634  153638  153644  153650  153652  153658  153662  153664  153670  153674  153680  153688  176998 

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