“黑洞”是近代引力理論所預(yù)言的宇宙中的一種特殊天體，研究認(rèn)為，黑洞可能是由于超中子星發(fā)生塌縮而形成的．歐洲航天局由衛(wèi)星觀測(cè)發(fā)現(xiàn)銀河系中心存在一個(gè)超大型黑洞并將它命名為：MCG6-30-15r，假設(shè)銀河系中心僅此一個(gè)黑洞．已知太陽(yáng)系繞銀河系中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則根據(jù)下列哪一組數(shù)據(jù)可以估算出該黑洞的質(zhì)量  （ ）
A．太陽(yáng)的質(zhì)量和運(yùn)行速度
B．太陽(yáng)繞黑洞公轉(zhuǎn)的周期和太陽(yáng)到“MCG6-30-15r”的距離
C．太陽(yáng)質(zhì)量和太陽(yáng)到“MCG6-30-15r”的距離
D．太陽(yáng)繞黑洞公轉(zhuǎn)的運(yùn)行速度和太陽(yáng)到“MCG6-30-15r”的距離
【答案】分析：太陽(yáng)繞銀河系中心“黑洞”做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，根據(jù)萬(wàn)有引力等于向心力，列出方程即可以求解“黑洞”的質(zhì)量．
解答：解：太陽(yáng)繞銀河系中心“黑洞”做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，設(shè)太陽(yáng)的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、“黑洞”質(zhì)量為M，有
F=F向
F=G
F向=m=mω2r=m（）2r
因而
G=m=mω2r=m（）2r=ma
從上式可以看出，要計(jì)算、“黑洞”質(zhì)量，要知道周期T與軌道半徑r，或者線速度v與軌道半徑r，或者軌道半徑r與角速度ω，或者角速度ω與線速度v；
由于太陽(yáng)質(zhì)量m在等式左右可以約去，故太陽(yáng)質(zhì)量對(duì)求銀河系中心“黑洞”的質(zhì)量無(wú)用處；
故選BD．
點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵抓住銀河系中心“黑洞”對(duì)太陽(yáng)引力提供太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力列式分析，由于太陽(yáng)質(zhì)量m在等式左右可以約去，故太陽(yáng)質(zhì)量對(duì)求銀河系中心“黑洞”的質(zhì)量無(wú)用處．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

神奇的黑洞是近代引力理論所預(yù)言的一種特殊天體，探尋黑洞的方案之一是觀測(cè)雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.天文學(xué)家觀測(cè)河外星系大麥哲倫云時(shí)，發(fā)現(xiàn)了LMCX－3雙星系統(tǒng)，如圖所示，它由可見(jiàn)星A和不可見(jiàn)的暗星B構(gòu)成.兩星視為質(zhì)點(diǎn)，不考慮其他天體的影響，A、B圍繞兩者連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們之間的距離保持不變.引力常量為G，由觀測(cè)能夠得到可見(jiàn)星 A的速率 v和運(yùn)行周期 T.

(1)可見(jiàn)星A所受暗星 B的引力 FA 可等效為位于 O點(diǎn)處質(zhì)量為m′的星體(視為質(zhì)點(diǎn))對(duì)它的引力，設(shè)A和B的質(zhì)量分別為 m1、m2，試求m′. (用m1、m2 表示)

(2)求暗星B的質(zhì)量m2 與可見(jiàn)星A的速率v、運(yùn)行周期T和質(zhì)量m1 之間的關(guān)系式.

(3)恒星演化到末期，如果其質(zhì)量大于太陽(yáng)質(zhì)量ms 的2倍，它將有可能成為黑洞.若可見(jiàn)星A的速率v＝2.7×105 m/s，運(yùn)行周期T＝4.7π×104 s，質(zhì)量m1＝6ms，試通過(guò)估算來(lái)判斷暗星B有可能是黑洞嗎？ (G＝6.67×10－11  N·m2/kg2，ms＝2.0×1030 kg)[2006年高考·天津理綜卷]

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